即使是單一種類的細(xì)菌也能對土壤和植物產(chǎn)生積極影響
土壤深處的微生物通過釋放有效的天然抗生素如PCA(吩嗪-1-羧酸)來影響植物健康。生產(chǎn)PCA的細(xì)菌在整個(gè)哥倫比亞高原(一個(gè)位于華盛頓州和俄勒岡州中部的主要小麥產(chǎn)區(qū))的干旱小麥根部茁壯成長,但它們在這個(gè)重要生態(tài)系統(tǒng)中的作用卻是一個(gè)謎。現(xiàn)在,國際科學(xué)家團(tuán)隊(duì)的工作首次提供了直接證據(jù),表明這些細(xì)菌不僅影響小麥,而且影響其周圍的土壤。
像哥倫比亞高原這樣的干旱地區(qū)遭受風(fēng)蝕造成的大量土壤流失,植物經(jīng)常難以在干旱中生存。PCA的可用性促進(jìn)了生物膜的開發(fā),該生物膜可以通過改善保水性來對抗土壤退化。這種生物膜還可以保護(hù)根部免于干旱條件下的干燥。最重要的是,產(chǎn)生PCA的細(xì)菌通過促進(jìn)土壤有機(jī)質(zhì)來增強(qiáng)土壤的長期健康。了解這些細(xì)菌如何支持生態(tài)系統(tǒng)可能是改善農(nóng)業(yè)的關(guān)鍵,不僅在哥倫比亞高原,而且在世界各地的干旱地區(qū)。
研究人員著手發(fā)現(xiàn)控制干旱地區(qū)PCA積累的機(jī)制。由華盛頓州立大學(xué)科學(xué)研究生研究辦公室(SCGSR)研究員Melissa LeTourneau領(lǐng)導(dǎo),該團(tuán)隊(duì)包括來自太平洋西北國家實(shí)驗(yàn)室的研究人員,南密西西比大學(xué),印度生物資源與可持續(xù)發(fā)展研究所,美國農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究所服務(wù)和EMSL,環(huán)境分子科學(xué)實(shí)驗(yàn)室,美國能源部科學(xué)辦公室用戶設(shè)施。研究人員將接種了一株產(chǎn)PCA細(xì)菌的根部的生物膜與缺乏產(chǎn)生PCA的細(xì)菌的根部的生物膜進(jìn)行了比較。使用一套非常先進(jìn)的顯微鏡檢查樣品,包括EMSL'氦離子顯微鏡和聚焦離子束/掃描電子顯微鏡,他們發(fā)現(xiàn)PCA促進(jìn)旱地根系生物膜的發(fā)育,并可能影響旱地麥田的作物營養(yǎng)和土壤健康。結(jié)果填補(bǔ)了我們對干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中PCA動(dòng)態(tài)和影響的理解空白。
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