在中国经济高速发展的东部沿海地区，有超过20000 km²的滨海滩涂盐碱地，它们的高盐分是土壤环境的主要胁迫因素之一，限制了植物生长和土地利用。广布江苏的滨海淤泥质盐碱土（Costal Silt Soil, CSS）是其中最难以利用盐碱土类型之一，其特点是盐渍化程度高、营养贫瘠、透水性差，改良难度大。开展CSS改良技术研究对缓解江苏土地资源不足和滨海生态景观建设具有重要意义，而利用引种或开发本地强耐盐植物进行盐碱土改良是重要的生物技术措施。

课题组前期研究发现，碱蓬和田菁间作生长模式对CSS的改良有良好效果。基于此，我们利用宏基因组学分析技术，结合对土壤理化性质和植物生长状况的检测，进一步研究了碱蓬和田菁两种植物单独种植以及间作的植物种植模式对CSS改良的作用效果，分析了两种间作植物的根际微生物适应性特征，解析了碱蓬-田菁间作模式对CSS改良的分子作用机制。研究结果显示，土壤盐基离子含量和碱化度的改善与聚盐植物碱蓬生长状态正相关，而假盐生固氮植物田菁的生长状态主要与土壤TN和TOC含量的显著升高正相关；受两种植物生长对土壤环境的协同作用影响，田菁-碱蓬间作能显著提升碱蓬的生物量。基于宏基因组测序展示的微生物群落组成分析结果显示，与碱蓬间作的田菁根际富集了与氮循环相关的光合细菌Chloroflexia和厌氧氨氧化菌，它们可辅助田菁的生长及生物固氮作用，并以此提升土壤地力，促进碱蓬的生长；而碱蓬的聚盐特性能降低CSS中的盐分浓度，使得田菁根际微生物群落中双组分信号传导系统增强，以更好适应CSS的盐碱逆境；碱蓬因聚盐作用能使其根际微环境处于较长时间的高盐状态，而其根际微生物可通过促进糖代谢和能量代谢以抵御根际的高盐环境。该项研究中相关田菁-碱蓬间作模式推动植物生长和CSS改良的作用机制以及根际微生物的适应性功能解析见图1。

图1 田菁-碱蓬间作模式推动植物生长和CSS改良的作用机制以及根际微生物的适应性功能解析

本研究证实碱蓬-田菁间作是一种有效的盐碱地土壤改良策略，为江苏海岸带盐碱土的治理、利用及可持续发展提供了新方法。该论文以“The molecular mechanism for improvement of coastal silt soil by the intercropping model of Suaeda glauca (Bunge) Bunge and Sesbania cannabina (Retz.) Pers”为题发表于国际知名农林学术期刊 Plant and Soil（IF: 3.9，农林科学二区 TOP 期刊）。第一作者安笑迟系南京师范大学生物技术专业2023届博士毕业生（现在皖南医学院医学信息学院从事多组学相关的大数据信息挖掘工作），通讯作者为南京师范大学海洋科学与工程学院连宾教授。该项研究得到“水圈微生物驱动地球元素循环的机制”重大研究计划集成项目（项目号：92351302）资助。