课题来源与背景：黑龙江省自然科学基金优秀青年项目。 研究目的与意义：大豆是一种重要的油料和经济作物，为人们提供了丰富的脂质以及蛋白质资源，具有较高的营养及经济价值。黑龙江地区是我国非转基因大豆主产区，大豆种植面积以及产量在我国大豆产业中均占重要地位。近年来，耕地面积逐年紧张，大豆连作现象日益严重。大豆连作可以使大豆病虫害加重、产量降低、品质变劣，大豆连作障碍已经成为大豆高产和稳产的重要限制因子。本项目旨在为大豆连作障碍的生物防治提供必要的理论基础，同时为促进我国大豆产业发展，提升黑龙江省大豆生产地位，提高大豆产量，改善大豆品质做出贡献。 主要论点与论据：将本课题组从连作大豆根际土壤中筛选并鉴定的优势AM真菌根内根孢囊霉（Rhizophagus intraradices）以不同接种方式向盆栽大豆植株根际土壤中进行接种，研究R. intraradices对不同连作年限、不同生育期大豆根际土壤特征参数、土壤酶活、根腐病病情指数、AM真菌侵染率、植株生物量、根际微生物菌群结构及抗病性基因表达等的影响情况，深入解析各指标变化的耦合关系，进而阐明菌根诱导的连作大豆植株系统获得性抗性形成的分子机理。在盆栽试验的基础上进行大田试验，以不接种R. intraradices的大田试验为对照，验证盆栽试验的重复性，进一步阐明R. intraradices提高连作大豆植株免疫力以及与根际促生微生物的种间关系，解析R. intraradices对大豆连作障碍的修复机制。主要包括以下4部分相互关联的研究内容：R. intraradices提高连作大豆植株免疫力及生物量等的潜力研究；R. intraradices与连作大豆根际促生微生物的种间关系研究；菌根诱导的连作大豆植株系统获得性抗性形成的分子机理研究；R. intraradices对大豆连作障碍的修复机制研究。 创见与创新：（1）科学问题实用：通过揭示R. intraradices对大豆连作障碍的修复机制，为大豆以及其它作物连作障碍的生物防治提供理论依据和试验指导。（2）技术手段先进：该项研究将高通量测序和转录组测序技术与常规研究方法相结合，系统地阐述R. intraradices与连作大豆及其根际促生微生物间的互作机制，方法成熟，试验数据分析准确可靠。（3）研究意义深远：该项研究有利于成果推广及非转基因大豆种质资源的保护，并有助于加速大豆连作障碍的生物防治步伐，为促进我国大豆产业发展，提升黑龙江省大豆生产地位，增加农民收入以及减少大豆进口量做出贡献。 社会经济效益，存在的问题：生物修复是近年来国际上兴起的一项具有广阔应用前景的治理生态环境的全新技术，该技术具有高效低耗、方便简洁、保持水土和美化环境等诸多优点，已经引起土壤学家、植物学家和环境科学家的广泛关注。目前，AM真菌已被广泛应用于沙土地、盐碱地以及重金属污染地区的微生态系统修复，并已证明AM真菌可以起到促进植株生长，起到改善以及修复植株根际土壤微生态环境的作用。然而，鲜有将AM真菌应用于改善以及修复连作大豆根际土壤微生态环境的报道。研发经济、高效的生物修复技术是改善我国连作大豆根际土壤微环境研究的迫切要求。AM真菌能够显著促进宿主植物的生长，提高作物对逆境的抗性，降低人为施肥的必要，减少农药的使用，减少环境污染，提高农作物产量。AM真菌在生态环境与生物资源保护等方面均具有重要的意义，并具有广阔的生物修复实践应用开发前景。AM真菌作为一种经济而有效的生物肥料，将广泛应用于农业生产与生态农业中，带来不可估量的经济效益和生态效益。AM真菌应用领域广阔，作用广泛。目前，已有一些国家菌剂的生产应用已经商业化，如美国、英国、法国和日本等国均有AM菌剂出售，其生产的制剂纯度高，质量好，大都通过严格控制各种因子进行温室工厂化生产。我国地域广阔，气候和土壤多样化，AM真菌种类丰富多样，AM真菌资源亟待开发与利用，新型高产高效的AM真菌肥料的研究与农田大面积的推广应用前景广阔。因此，AM真菌在农业生产中将会有极大的应用潜力。大豆作为一种重要的忌连作农作物，运用现代生物技术开展大豆根际微生物和根系分泌物的相关研究，从微观角度深入探索大豆连作障碍的发生机理，对于解决大豆连作障碍问题具有重要意义，也为加快推进大豆现代农业的进程和实现大豆的优质、稳产奠定良好的基础。 历年获奖情况：2021年7月经黑龙江省食品工业科技成果鉴定"AM真菌对连作春大豆根际土壤微生物区系及其产质量影响机理研究"获得一等奖。

黑龙江东方学院

该项目为储备库项目资源，暂无效益分析内容。