基于农业质量矩阵的多组学结构分析：热菌发酵堆肥施用土壤中的胡萝卜
摘要：堆肥作为一种土壤改良剂在全球范围内被广泛使用于作物种植，但其功能仍然有待探索。本研究通过以背夫氏杆菌发酵堆肥修复土壤的实验场试验，对胡萝卜这种根菜植物模型的组学特征进行了研究。结果表明，接触堆肥显著增加了胡萝卜根的产量、抗氧化活性、红色度和口感，并改变了土壤中细菌的组成以及叶片、根和土壤中的标志性代谢产物的水平。基于数据，结构方程模型（SEM）估计植物中的L-2-氨基戊二酸、苯丙氨酸、黄酮类物质和/或类胡萝卜素与接触堆肥之间存在最佳关联。土壤的SEM估计发现属于芽胞杆菌属、L-2-氨基戊二酸和烟酰胺以及S-甲基-L-半胱氨酸参与了堆肥接触过程。这些估计结果与堆肥来源的芽胞杆菌分离株的全基因组分析和生物活性数据并无矛盾之处，暗示了堆肥自身通过复杂的植物生长促进效应和氮循环调控的级联作用。这些观察结果为了解堆肥在土壤植物互作中的定性指标提供了信息，并通过有效利用自然氮元素为化学独立可持续农业提供了新的视角。
作者：Hirokuni Miyamoto, Katsumi Shigeta, Wataru Suda, Yasunori Ichihashi, Naoto Nihei, Makiko Matsuura, Arisa Tsuboi, Naoki Tominaga, Masahiko Aono, Muneo Sato, Shunya Taguchi, Teruno Nakaguma, Naoko Tsuji, Chitose Ishii, Teruo Matsushita, Chie Shindo, Toshiaki Ito, Tamotsu Kato, Hiroshi Ohno, Atsushi Kurotani, Hideaki Shima, Shigeharu Moriya, Sankichi Horiuchi, Takashi Satoh, Kenichi Mori, Takumi Nishiuchi, Hisashi Miyamoto, Masahira Hattori, Hiroaki Kodama, Jun Kikuchi, Yumi Hirai
论文ID：2202.03132
分类：Quantitative Methods
分类简称：q-bio.QM
提交时间：2023-04-24