碳納米溶膠（Carbon nanosol，CNS）是一種新型碳基納米材料，在促進(jìn)植物生長方面有著較大的應(yīng)用潛力。然而，其促生功能機(jī)制及對植物微生物組的影響尚不完全清楚。

近日，鄭州煙草研究院以模式植物煙草為研究對象，解析了碳納米溶膠對植物生長和微生物群落組成與功能的影響。相關(guān)研究論文“Carbon nanosol-induced assemblage of a plant-beneficial microbiome consortium”，在國際權(quán)威期刊《Journal of Nanobiotechnology》（中科院1區(qū)Top期刊，影響因子10.2）在線發(fā)表。鄭州院分子生物學(xué)方向在讀研究生程令通為論文第一作者，金靜靜博士為論文通訊作者。

在溫室條件下，該研究通過擴(kuò)增子測序探究了CNS對植物生長以及土壤與內(nèi)生微生物組的影響。結(jié)果表明，CNS不僅可以顯著促進(jìn)煙草植物的生長，使其生物量增加（27.4±9.9）％，而且對四個生態(tài)位（土壤、根際、根內(nèi)生和莖內(nèi)生）的微生物群落組成和多樣性產(chǎn)生顯著影響。在CNS處理下，鞘氨單胞菌（Sphingomonas）、鞘脂菌（Sphingobium）、新鞘氨醇桿菌（Novosphingobium）等潛在有益菌的相對豐度顯著提升。同時，CNS處理提高了微生物互作網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性，且莖內(nèi)生微生物組中的植物生長相關(guān)基因顯著富集，如養(yǎng)分循環(huán)和生長激素合成途徑相關(guān)基因。此外，從CNS處理后的樣品中成功分離出兩株在CNS處理下富集的細(xì)菌（Sphingopyxis和Novosphingobium），并證實(shí)它們能夠促進(jìn)煙草植株的生長。該研究證明了微生物群落在CNS與植物相互作用中發(fā)揮著重要作用，為CNS在農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展中的應(yīng)用提供了支撐。