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      微生物的香氣可以使作物免于干旱
      
			
      
				2019-02-20 09:35:35
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      雷切爾·卡森在她的“ 寂靜的春天”一書中寫道：“嗅覺幾乎比其他任何一種都有，能夠回憶起記憶......”您可能想知道這與微生物有何關系。事實上，它們產(chǎn)生了我們認為的大部分氣味。如果你曾經(jīng)在干燥的第一次降雨后走進森林，你會想起一種甜美，清新，有力的令人回味的氣味。這種泥土氣味的物質是土臭素，一種被稱為放線菌的土壤細菌釋放到空氣中的化學物質。
      

      微生物的香氣可以使作物免于干旱
      

      您還可以回想起大海的濃烈氣味，喚起人們對海浪，沙灘和海鷗吶喊的回憶。這種氣味歸功于二甲基硫化物，這是一種由形成藻類的藻類產(chǎn)生的相當臭的含硫化合物。
      

      但微生物氣味也可以保護植物。農(nóng)作物在干旱條件下會枯萎死亡。微生物 - 感謝它們釋放的氣味 - 可以幫助植物更好地忍受這些壓力條件，這是氣候變暖的重要服務。作為一名微生物生態(tài)學家，我的工作重點是了解微生物和植物如何協(xié)同作用，以及哪些微生物氣味有助于作物。
      

      一種氣味的語言
      

      無論好壞都是由揮發(fā)性有機化合物或揮發(fā)性化學物質引起的。自1990年以來，科學家就已經(jīng)了解了這種形式的語言。植物利用揮發(fā)物吸引傳粉媒介，在受到昆蟲攻擊時“呼救”，并警告鄰近的植物準備化學防御。
      

      然而，只有在過去的十年中，研究人員才意識到微生物也會在揮發(fā)物的幫助下進行交流。一些微生物使用揮發(fā)物來發(fā)送信號或協(xié)調它們的行為，例如它們移動或生長的能力。
      

      揮發(fā)物具有低沸點和其他獨特性質，使其能夠容易地蒸發(fā)并且從微生物的角度經(jīng)過長距離傳播 - 至少。這些有用的屬性有助于微生物在土壤環(huán)境中進行通
      

      人們可以將揮發(fā)物視為構建微生物“語言”的“詞匯”。
      

      我對微生物通訊的研究研究了植物根部附近的土壤微生物如何利用揮發(fā)物在“根際”或根空間交換信息。事實上，細菌和真菌確實與萜烯相互作用，萜烯是另一種揮發(fā)性物質。
      

      已經(jīng)證明萜烯在植物和昆蟲中相互交流是重要的，但這是我們第一次觀察到微生物之間基于萜烯的對話。
      

      氣候變化的氣味
      

      農(nóng)業(yè)與氣候變化密切相關。最近的一項研究估計，高溫和干旱將導致包括玉米和小麥在內的所有主要糧食作物遭受嚴重損失。這將對全球糧食供應產(chǎn)生巨大影響。我們迫切需要制定減少氣候變化對作物的負面影響的戰(zhàn)略。其中一種策略源于微生物。
      

      微生物生活在我們和我們的皮膚內，幫助我們保持健康。與人類一樣，植物宿主微生物群落，統(tǒng)稱為植物微生物群，通過抵抗病原體來維持其健康，支持其生長并保護它們免受疾病侵害。植物甚至可以在它們的根部招募微生物來幫助抵御干旱。
      

      植物微生物組在植物存活中起著重要作用，反之亦然 - 植物為其相關微生物提供營養(yǎng)，反過來，通過合作和競爭性相互作用保護其宿主。植物與其微生物組之間的這種親密的，共同依賴的關系稱為holobiont。
      

      有些人甚至認為合作是一種“超級有機體” - 一個整體發(fā)揮作用的有組織的社會。微生物組推動其植物宿主的進化和適應，使其成為一個能夠適應不斷變化的環(huán)境條件的彈性實體。
      

      我們的團隊調查植物holobiont適應壓力的各種方式，如污染和干旱。我們找到了種植植物微生物群落的方法，以增強它們對這些脅迫的適應能力。
      

      我們的部分研究涉及尋找生態(tài)友好的農(nóng)業(yè)替代品。例如，微生物萜烯 - 真菌，原生生物和細菌產(chǎn)生的最大類揮發(fā)物可以幫助植物在干旱時期生存。微生物釋放這些揮發(fā)物以向植物發(fā)出信號并刺激植物的防御機制。
      

      我們仍然不知道通信是如何發(fā)生的，或者這些揮發(fā)物的釋放涉及哪些基因和途徑，但我們正在研究它。我們正在追蹤植物holobiont中的微生物揮發(fā)物，并逐字挖掘攜帶遺傳信息的基因來生產(chǎn)這些化合物。
      

      然后我們可以選擇帶有幫助植物抵抗干旱的氣味基因的微生物- 并將它們喂給我們的作物如維生素，以便它們能夠在更溫暖的未來繼續(xù)為我們提供食物。
      
			

			
        
      
			
      
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