论文标题：Rhizosphere core microbes are associated with efficient potassium utilization in field-grown wheat

期刊：Soil Ecology Letters

作者：Fengye Pan, Wenchong Shi, Yu Wang, Yingdi Zhu, Chenxi Kou, Jiaqi Liang,  Xiaocun Zhang, Xiaoliang Wu, Mingcong Li, Bo Zhou, Fanmei Kong, Zheng Gao

发表时间：22 Dec 2025

DOI：10.1007/s42832-025-0368-1

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土壤微生物对作物功能和养分利用至关重要。然而，根际微生物群落对钾利用高效小麦品种的核心作用机制及贡献仍不明确。本文通过对24个小麦品种的研究发现，钾利用高效组与低效组在根际微生物多样性及结构上存在显著差异。钾利用高效组呈现更复杂的微生物网络，其中细菌占据比真菌和古菌更突出的生态位。核心微生物通过塑造关键微生物群落及土壤微生物群落，直接或间接提高小麦KUE。

全球超过40%的人口以小麦为生，提高小麦产量对粮食生产、贸易和安全具有重大意义。化肥作为高效补充途径能有效提供小麦生长所需的关键养分，然而长期过量施肥导致土壤退化、酸化、板结、盐渍化等问题，削弱了农田生产力，进而降低养分利用效率和作物产量。因此，如何在减少施肥的前提下提高养分利用效率并提升小麦产量，对实现绿色可持续农业具有关键意义。

本研究选取24个小麦品种研究证实小麦基因型变异是决定钾利用效率差异的关键因素，这种差异在根际微生物群落的多样性与结构特征中得到显著体现。相关性分析表明，小麦钾营养指标与相对丰度较高的微生物物种关联更紧密。在微生物域层面，细菌群落与小麦增产及养分利用效率的相关性显著强于真菌或古菌群落。值得注意的是，在钾利用高效小麦品种根际中，隶属芽孢杆菌属和假芽孢杆菌属的核心微生物类群表现出相对更高的活性。这些核心微生物的功能机制可能涉及直接途径，或通过调控关键微生物类群及整体群落结构间接影响宿主植物的钾利用效率。研究揭示了特定根际核心微生物群与小麦钾营养效率提升之间的潜在关联。本研究强调并证实了小麦基因型通过塑造根际微生物群落（尤其是核心成员）对钾吸收与利用效率的影响至关重要。这为未来探索整合作物遗传改良与根际微生物组调控的增产增效策略提供了新视角，并为开发微生物生物技术以补充或部分替代传统化肥开辟了路径，从而推动可持续农业实践的发展。

作者及团队介绍

潘凤叶（第一作者），山东农业大学2025级博士研究生，研究方向为小麦与土壤养分高效。

史文宠（第一作者），山东农业大学生命科学学院副教授。主持国家自然科学基金青年项目、中国博士后科学基金等课题4项，入选山东省青年科技人才托举工程。在Microbiome、iMeta、Trends in Plant Science等领域发表论文。

孔凡美（通讯作者），山东农业大学资源与环境学院副教授，泰安市高层次人才，西藏日喀则市科学技术领域双聘专家。主持、参加国家级、省部级科研课题10余项。

高峥（通讯作者），山东农业大学生命科学学院教授，副院长，山东省泰山产业领军人才，中国土壤学会土壤生物和生化专业委员会委员，中国微生物学会微生物组专业委员会委员，山东省生化学会副理事长。主持国家自然科学基金、国家重点研发计划子课题等20余项。以第一作者和通讯作者在ISME Journal、Microbiome、Soil Biology & Biochemistry、iMeta等期刊上发表论文50余篇。

专题征稿

城市土壤生态与同一健康

Call for papers: Urban Soil Ecology and One Health

Urban landscapes are complex incubators for emerging public health threats, including the persistence and spread of zoonotic pathogens that jeopardize the integrated health of humans, animals, plants, and environments—a nexus addressed by the One Health framework. Within these ecosystems, soil biodiversity is a keystone component that underpins critical ecosystem functions, yet it persists as one of the least understood elements of urban ecosystems.

Aligned with the World Soil Day 2025 theme, "Healthy soils for healthy cities," this special issue calls for research to address this knowledge gap. We seek submissions that illuminate the distribution patterns and functional contributions of urban soil biota, particularly under pressures from human activity and climate change. We are also interested in studies exploring how harnessing urban soil biodiversity can lead to nature-based solutions for mitigating biodiversity loss, adapting to climate change, and reducing the urban burden of disease. We particularly encourage studies proposing frameworks for embedding soil biodiversity into urban governance and policy to directly enhance One Health outcomes.

Editors:

Prof. Dr. Xin Sun

Institute of Urban Environment, Chinese Academy of Sciences

Email: xsun@iue.ac.cn

Prof. Dr. Manuel Delgado-Baquerizo

Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Sevilla (IRNAS), CSIC

Email: M.delgado.baquerizo@csic.es

Prof. Dr. Martin F. Breed

College of Science and Engineering, Flinders University, Bedford Park, South Australia, Australia

Email: martin.breed@flinders.edu.au

Prof. Dr. Alexei V. Tiunov

A. N. Severtsov Institute of Ecology and Evolution, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia

Email: a_tiunov@mail.ru

Prof. Dr. Yong-Guan Zhu

Institute of Urban Environment, Chinese Academy of Sciences

Email: ygzhu@iue.ac.cn

Manuscript submission information:

Submission open date: 15 September 2025

Submission deadline: 31 May 2026

期刊简介

Soil Ecology Letters(SEL) 由高等教育出版社与中国科学院城市环境研究所共同主办，SpringerNature海外发行。报道领域包括：土壤生物多样性、土壤互营和食物网、土壤微生物组、土壤—植物相互作用、土壤生物地球化学循环、土壤生物修复和恢复、土壤多功能性、土壤生物对环境变化的响应和适应、土壤生态过程的突破性技术、新理论和模型。栏目包括但不限于：letter to editor, perspective, review, rapid report, research article, commentary, SEL digest。

出版模式

快速出版：加速审稿，以CAP模式快速发表。

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