未来科学家培育项目（2026）
根际微生物功能调控与作物营养高效吸收
创新训练项目
工学
环境科学与工程类
二年期
B、学生来源于教师科研项目选题
荀卫兵
指导教师
研究背景：
土壤中绝大部分的植物必需营养元素都以有机态或难溶性无机态的形式存在，必须要经过微生物的水解和矿化作用才能被植物根系吸收。所以，在根土交界面中，根际微生物的促生功能与作物养分吸收和生长发育紧密相关。然而在自然条件下，微生物的这些生态功能并不是处于“全开”状态，而是选择性表达的，也就是在“好吃懒做”（维持自身生长）和“勤劳奋斗”（积极表达促生功能）之间存在生活策略的权衡。那么，如何“唤醒”根际中“懒惰”的微生物，激活他们体内促进土壤养分循环和提高作物营养吸收的“潜能”，是土壤微生物学和植物营养学研究的重要科学问题之一。
研究目标：
探索环境条件对根际菌株的植物促生功能“沉睡”或“激活”状态的影响，揭示“唤醒”根际微生物功能的作用机制。
研究内容：
1、环境条件与根际微生物生存策略的关联特征分析
利用不同性质的土壤设计根际微环境变量，在限菌条件下研究已知功能菌株的各类基因表达的情况，识别影响微生物生活策略的关键微环境因子。
2、根际微生物功能选择性激活的分子调控机制
利用不同微环境下菌株基因表达对根系代谢物的响应，结合根际代谢组和转录组等多组学分析手段，揭示根际微生物功能基因表达的信号响应或营养调节机制。
3、基于根际微生物功能调控的作物促生策略
通过土壤水肥管理等措施构建有利于微生物功能表达的环境条件，再利用特定信号物质激活特定的促生功能表达，明确其对植物营养高效吸收的作用效果，提出根际微生物促生功能的工程化调控策略。
预期成果：
1、建立根际微生物功能调控对促进作物营养高效吸收的理论基础。
2、培养学生掌握微生物培养、植物温室盆栽设置、分子生物学检测、（生信）数据处理以及实验结果分析等科研基本技能，训练科研思维。
3、至少发表1篇高水平学术论文。
招募成员要求
专业背景：（土壤）微生物学，植物营养学。
技能基础：无要求，接触课题后会做针对性学习和训练指导。但需要有良好的学习态度，对有挑战性的学习和研究任务能保持较高的热情。
时间投入：每周10-20小时。