近日，中国科学院微生物研究所和南开大学合作在iMeta上发表了题为“Microbiome-mediated alleviation of tobacco replant problem via autotoxin degradation after long-term continuous cropping”的研究论文，揭示了长期连作烟草招募自毒物质降解微生物缓解连作障碍的微生物机制，证明了植物长期连作可诱导土壤响应非生物胁迫（自毒物质）富集特定功能微生物，并形成对特定胁迫的土壤稳态，为作物连作障碍防治提供了新的理论基础和途径。
连作障碍是限制烟草生产的主要问题，而长期连作可以缓解烟草连作障碍。研究团队通过对长期连作田（≥ 10年）和短期连作田（≤ 5年）的比较分析，发现长期连作烟草土壤酸化减轻、自毒物质（酚酸类）减少。采取“cry for help/微生物组学分析”的研究策略，揭示了长期连作烟草招募降解自毒物质的功能微生物，尤其是Pseudomonas、Burkholderia和Lysobacter属的细菌，其相对丰度与香兰素含量呈显著负相关，并验证了菌株NLJ1（Pseudomonas）和NLJ2（Burkholderia）对自毒物质（香兰素）的降解作用以及对连作障碍的缓解作用。这是首次发现植物长期连作可以缓解连作障碍及其微生物机制。
中国科学院微生物研究所博士研究生宣佩雪、南开大学马海鲲博士和云南省烟草农业科学研究院邓小鹏博士为论文共同第一作者，中科院微生物所向梅春项目研究员、南开大学刘杏忠教授和云南中烟工业有限责任公司王明锋研究员为论文共同通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划（2022YFD1400700）、国家自然科学基金（32201402）、云南中烟工业有限责任公司科技重大专项项目（2017CP01）和中国烟草总公司云南省公司科技重点项目（2019530000241011）的资助。
图1. 烟草长期连作缓解连作障碍的微生物机制
论文链接：https://doi.org/10.1002/imt2.189
