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      對植物有益的細菌遍布加利福尼亞
      
			
      
				2019-01-23 11:22:41
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      加利福尼亞大學(xué)河濱分校的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，一種有益的固氮細菌菌株已遍布加利福尼亞，證明有益細菌可以分享一些與病原體相同的特征。稱為Bradyrhizobium的細菌在植物的根部形成腫瘤樣結(jié)節(jié)，能夠通過分解氮來“固定”氮，并使其成為植物易于代謝的形式。
      

      對植物有益的細菌遍布加利福尼亞
      

      “細菌流行病很常見，但除了值得注意的病原體外，我們很少了解是什么驅(qū)使細菌在人群中傳播，”負責(zé)研究工作的生物學(xué)副教授喬爾薩克斯說。“為什么有些菌株會在流行病中蔓延，而其他菌株卻沒有得到很好的理解。”
      

      薩克斯和他的團隊收集了來自加利福尼亞州寄主植物培養(yǎng)的350多個細菌結(jié)節(jié)的遺傳數(shù)據(jù)。研究人員關(guān)注的寄主植物是Acmispon strigosus，一種原產(chǎn)于美國西南部的常見草本植物，在加利福尼亞州幾乎連續(xù)不斷。
      

      他們發(fā)現(xiàn)少數(shù)細菌菌株在當(dāng)?shù)刂参锓N群中占主導(dǎo)地位，并且遍布全州。
      

      “這些細菌的基因組大致分為兩個區(qū)域，”薩克斯解釋說。“一個區(qū)域，染色體，主要是在細菌存在于土壤中的自由生存期間表達。另一個區(qū)域，稱為'共生島'，在與植物宿主的共生相互作用中很重要 - 例如植物感染和氮我們發(fā)現(xiàn)這種流行病完全由細菌基因組的染色體區(qū)域驅(qū)動。“薩克斯指出，流行病菌株在土壤中和在感染植物的競爭中非常成功，這也許可以解釋為什么它們在許多不同的地方持續(xù)存在并占主導(dǎo)地位。
      

      “傳播可能是通過土壤中的運動或通過風(fēng)暴發(fā)生的，”薩克斯說。
      

      研究結(jié)果今天出現(xiàn)在英國皇家學(xué)會會刊B中。
      

      研究人員還研究了哪些特性驅(qū)使流行病菌株能夠在如此多的地方持續(xù)存在，從而在不同的土壤中持續(xù)存在。他們在各種碳源(細菌的能量來源)上測試稀有流行病毒株和流行株。他們發(fā)現(xiàn)，流行病菌株能夠處理比稀有菌株更多樣化的化合物。
      

      “遺傳和碳使用數(shù)據(jù)與遺傳數(shù)據(jù)相結(jié)合表明，一種或兩種菌株在加利福尼亞州占主導(dǎo)地位，因為它們能夠在土壤中獲得成功，”薩克斯說。“在土壤中活躍的細菌的遺傳區(qū)域是唯一具有流行病傳播特征的區(qū)域。”
      

      Bradyrhizobium是許多植物的重要共生體，特別是豆科植物。它們也是重要作物的重要共生體，包括大豆，花生和豇豆，并且是地球上所有生物體的氮營養(yǎng)素的主要來源。
      

      根據(jù)Sachs的說法，利用本地流行病，例如在Bradyrhizobium中看到的流行病，可能是生物肥料開發(fā)的福音。
      

      “幾十年來，農(nóng)藝師一直試圖將這些細菌用作生物肥料，”他說。“使用這些細菌來促進作物生長的想法非常有意義，因為Bradyrhizobium可以以可持續(xù)和自然的方式向植物提供游離氮。相比之下，化學(xué)肥料在化石燃料方面成本高昂，同時也是主要污染物。“
      

      但他告誡說，試圖將細菌用作生物肥料的嘗試失敗了，因為接種菌株不能與土壤中的天然細菌競爭，最終無法成功感染植物。
      

      “ 我們發(fā)現(xiàn)的流行病Bradyrhizobium菌株可以在各種土壤中存活并占主導(dǎo)地位，并且具有生物肥料中人們想要的關(guān)鍵特征，”他說。
      

      該研究強調(diào)一些細菌菌株比其他細菌菌株更適合。它也表明，土壤中的競爭，而不是與植物宿主的共生，決定了哪些細菌菌株正在擴散。
      

      薩克斯說：“生物學(xué)家對有益細菌的認識越來越高，但我們?nèi)匀徊涣私馑鼈兊某梢颉?rdquo; “通過更好地了解植物宿主上的有益細菌，我們可以開發(fā)出可以改善作物和生物燃料中這些相互作用的工具。”
      
			

			
        
      
			
      
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