2026年2月7日，我校國家甘蔗工程技術研究中心袁照年團隊在Nature系列子刊《npj 生物膜與微生物組》（npj Biofilms and Microbiomes）在線發表了題為"Nitrogen starvation induces arbuscular mycorrhizal fungi to optimize resource allocation in sugarcane roots via suppression of basal metabolism"（氮饑餓誘導叢枝菌根真菌通過抑制基礎代謝優化甘蔗根系資源分配）的研究論文。

該研究充分發揮我校在植物-微生物互作及多組學技術領域的優勢，綜合運用田間試驗與溫室控制實驗，整合多組學分析手段，系統解析氮脅迫下叢枝菌根真菌（AMF）與甘蔗根系共生的響應機制。

叢枝菌根真菌與植物的養分獲取共生關系是提升作物養分利用效率的關鍵機制，近年來在國際植物科學與農業領域備受關注?！秐pj Biofilms and Microbiomes》作為該領域權威期刊，專注于植物-微生物互作及養分循環的前沿研究。此項成果的發表標志著我校在植物-微生物共生和作物養分管理研究方面所擁有的先進視角。

該研究結果發現，氮脅迫下AMF的根際定殖顯著促進甘蔗生長，包括提升株高、莖徑和生物量，同時增強根系分泌物排放和土壤中氮、磷、鉀等養分的有效活化。與此同時，AMF介導的甘蔗根系代謝重編程具有氮素依賴性特征：激活碳水化合物和脂質代謝通路，同時抑制丁酸鹽及抗壞血酸代謝。加權基因共表達網絡分析（WGCNA）進一步鑒定出與土壤氮、磷、鉀養分顯著相關的關鍵基因模塊，揭示AMF對甘蔗根系養分獲取策略的協同調控機制。田間試驗輔助證實，AMF通過促進根系伸長和碳分配優化，顯著提升氮限制條件下的甘蔗產量。時序整合轉錄組與代謝組數據表明，類黃酮生物合成途徑在各生長階段的持續激活，助力AMF共生建立及植物抗逆響應。

氮脅迫條件下甘蔗田間生長階段對AMF接種的表型響應

甘蔗根系通過與AMF的共生緩解氮素脅迫的模型

該研究從理論層面揭示甘蔗在氮素脅迫下通過根部轉錄和代謝重編程實現AMF高效養分獲取的分子機制，為以AMF為核心的綠色高產農業提供技術路徑。研究構建的多組學數據分析框架可為其他作物的相關研究提供實例參考。團隊將繼續依托跨學科合作平臺，深化AMF在甘蔗栽培過程中對土壤氮素管理響應的立體研究，推動AMF等微生物資源在現代糖料產業種的應用，助力農業綠色高質量發展。

該研究由廣西科技重大專項項目(桂科AA22117004)資助。福建農林大學農學院2019級碩士研究生劉強（現為西北農林科技大學資環學院在讀博士生）為第一作者，福建農林大學國家甘蔗工程技術研究中心袁照年副研究員為通訊作者。西北農林科技大學沈玉芳研究員和湘湖實驗室龐孜欽助理研究員參與指導本項研究。

論文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41522-026-00927-7 

第一作者簡介：

劉強，在讀博士，目前就讀于西北農林科技大學資源環境學院。2022年畢業于福建農林大學農學院作物栽培與耕作學專業。主要研究方向為作物根際微生態的調控、根際微生物資源的挖掘與高效利用。近五年，以第一作者在植物-微生物互作領域發表SCI論文10篇，涉及的學術期刊包括npj Biofilms and Microbiomes, Journal of Environmental Management, Plant and Soil, Applied Soil Ecology等多個期刊。

通訊作者簡介：

袁照年，男、博士，副研究員。1986年安徽徽州師范?？茖W校生物系畢業。1993年畢業于西北農林科技大學（原西北農業大學）農學系，獲碩士學位。1993.7-2006.7在福建農林大學作物科學學院從事作物遺傳育種和栽培研究，期間于2001年6月獲福建農林大學博士學位。2006年7月--2008年3月被福建省人民政府選派去美國伊利諾大學（University of Illinois at Champaign-Urbana）訪問研修，主要開展能源植物的木質素合成途徑的遺傳操縱研究。回國后在農業部甘蔗生理生態與遺傳改良重點開放實驗室工作。先后主持或參加國家“863”、福建省重大項目、國家和福建省自然科學基金20多項，參與選育了5個甘蔗新品種通過國家鑒定。近5年發表論文17篇，其中SCI 15篇。參與編寫專著兩部。曾為國家甘蔗產業體系栽培和耕作崗位科學家。已先后培養碩士12名研究生，博士一名。