2026年2月7日，永利官网国家甘蔗工程技术研究中心袁照年团队在Nature系列子刊《npj 生物膜与微生物组》（npj Biofilms and Microbiomes）在线发表了题为"Nitrogen starvation induces arbuscular mycorrhizal fungi to optimize resource allocation in sugarcane roots via suppression of basal metabolism"（氮饥饿诱导丛枝菌根真菌通过抑制基础代谢优化甘蔗根系资源分配）的研究论文。
该研究充分发挥永利官网在植物-微生物互作及多组学技术领域的优势，综合运用田间试验与温室控制实验，整合多组学分析手段，系统解析氮胁迫下丛枝菌根真菌（AMF）与甘蔗根系共生的响应机制。
丛枝菌根真菌与植物的养分获取共生关系是提升作物养分利用效率的关键机制，近年来在国际植物科学与农业领域备受关注。《npj Biofilms and Microbiomes》作为该领域权威期刊，专注于植物-微生物互作及养分循环的前沿研究。此项成果的发表标志着永利官网在植物-微生物共生和作物养分管理研究方面所拥有的先进视角。
该研究结果发现，氮胁迫下AMF的根际定殖显著促进甘蔗生长，包括提升株高、茎径和生物量，同时增强根系分泌物排放和土壤中氮、磷、钾等养分的有效活化。与此同时，AMF介导的甘蔗根系代谢重编程具有氮素依赖性特征：激活碳水化合物和脂质代谢通路，同时抑制丁酸盐及抗坏血酸代谢。加权基因共表达网络分析（WGCNA）进一步鉴定出与土壤氮、磷、钾养分显著相关的关键基因模块，揭示AMF对甘蔗根系养分获取策略的协同调控机制。田间试验辅助证实，AMF通过促进根系伸长和碳分配优化，显著提升氮限制条件下的甘蔗产量。时序整合转录组与代谢组数据表明，类黄酮生物合成途径在各生长阶段的持续激活，助力AMF共生建立及植物抗逆响应。
氮胁迫条件下甘蔗田间生长阶段对AMF接种的表型响应
甘蔗根系通过与AMF的共生缓解氮素胁迫的模型
该研究从理论层面揭示甘蔗在氮素胁迫下通过根部转录和代谢重编程实现AMF高效养分获取的分子机制，为以AMF为核心的绿色高产农业提供技术路径。研究构建的多组学数据分析框架可为其他作物的相关研究提供实例参考。团队将继续依托跨学科合作平台，深化AMF在甘蔗栽培过程中对土壤氮素管理响应的立体研究，推动AMF等微生物资源在现代糖料产业种的应用，助力农业绿色高质量发展。
该研究由广西科技重大专项项目(桂科AA22117004)资助。77779193永利官网农学院2019级硕士研究生刘强（现为西北农林科技大学资环学院在读博士生）为第一作者，77779193永利官网国家甘蔗工程技术研究中心袁照年副研究员为通讯作者。西北农林科技大学沈玉芳研究员和湘湖实验室庞孜钦助理研究员参与指导本项研究。
论文链接：
https://www.nature.com/articles/s41522-026-00927-7
第一作者简介：
刘强，在读博士，目前就读于西北农林科技大学资源环境学院。2022年毕业于77779193永利官网农学院作物栽培与耕作学专业。主要研究方向为作物根际微生态的调控、根际微生物资源的挖掘与高效利用。近五年，以第一作者在植物-微生物互作领域发表SCI论文10篇，涉及的学术期刊包括npj Biofilms and Microbiomes, Journal of Environmental Management, Plant and Soil, Applied Soil Ecology等多个期刊。
通讯作者简介：
袁照年，男、博士，副研究员。1986年安徽徽州师范专科学校生物系毕业。1993年毕业于西北农林科技大学（原西北农业大学）农学系，获硕士学位。1993.7-2006.7在77779193永利官网作物科学学院从事作物遗传育种和栽培研究，期间于2001年6月获77779193永利官网博士学位。2006年7月--2008年3月被福建省人民政府选派去美国伊利诺大学（University of Illinois at Champaign-Urbana）访问研修，主要开展能源植物的木质素合成途径的遗传操纵研究。回国后在农业部甘蔗生理生态与遗传改良重点开放实验室工作。先后主持或参加国家“863”、福建省重大项目、国家和福建省自然科学基金20多项，参与选育了5个甘蔗新品种通过国家鉴定。近5年发表论文17篇，其中SCI 15篇。参与编写专著两部。曾为国家甘蔗产业体系栽培和耕作岗位科学家。已先后培养硕士12名研究生，博士一名。