植物依靠其常駐細(xì)菌來保護(hù)它們免受有害微生物的侵害

真菌和其他稱為卵菌的絲狀微生物會(huì)造成許多破壞性的植物病害，并且造成超過10%的作物損失。一項(xiàng)開創(chuàng)性的新研究表明，即使是健康的植物也會(huì)在植物根系中存在潛在的有害真菌和卵菌。他們沒有死于疾病是由于同時(shí)存在大量的共存細(xì)菌，這些細(xì)菌調(diào)節(jié)植物根中這些微生物之間的平衡，從而確保植物在自然界中存活。這是發(fā)表在雜志上的一項(xiàng)研究的結(jié)論細(xì)胞是在馬克斯普朗克研究所為首的斯特凡Hacquard和保羅·舒爾策- Lefert在德國科隆植物育種研究。

土壤具有驚人的多樣性和數(shù)量的微生物，如細(xì)菌，真菌和卵菌。來自不同生命王國的這些微生物被認(rèn)為與彼此之間進(jìn)行復(fù)雜的相互作用，并且一小部分被稱為“ 根”。微生物群，“能夠定殖健康植物的根。植物是土壤錨定生物，它們的地下和地上部分經(jīng)常受到各種微生物病原體的攻擊。精細(xì)的先天免疫系統(tǒng)保護(hù)植物免受許多這些有害微生物的侵害，但是目前尚不清楚這種機(jī)器是否足以完全保護(hù)自然界中的植物。關(guān)于微生物群成員之間的相互作用是否會(huì)影響微生物根系定殖和促進(jìn)植物健康知之甚少。

研究小組首先對來自不同地理位置的模式植物擬南芥(Arabidopsis thaliana)的健康個(gè)體的根和周圍土壤進(jìn)行了相關(guān)微生物的普查，從而解決了這些問題。雖然與根相關(guān)的真菌和卵菌群體在這些位點(diǎn)之間表現(xiàn)出很大差異，但細(xì)菌群落具有更相似的結(jié)構(gòu)，這表明這些根系棲息細(xì)菌具有潛在的重要功能。此外，作者發(fā)現(xiàn)了根中細(xì)菌和絲狀微生物之間相互排斥的潛在特征，表明競爭獲取根生態(tài)位。

更嚴(yán)格地研究這些微生物是否在植物根系中競爭研究人員首先通過建立與根相關(guān)的單個(gè)細(xì)菌，真菌和卵菌的純培養(yǎng)物來解構(gòu)健康擬南芥的微生物群。然后，在重建方法中，他們將細(xì)菌，真菌和卵菌的組合引入無菌植物中，以測試這些微生物群對植物健康的影響。使用該系統(tǒng)，科學(xué)家觀察到真菌和卵菌存在下的植物存活完全取決于細(xì)菌的同時(shí)存在。這些細(xì)菌通過限制根中真菌和卵菌的生長來促進(jìn)植物健康。此外，該聚生體的幾種單個(gè)細(xì)菌足以進(jìn)行這種保護(hù)活性，表明植物保護(hù)是遠(yuǎn)緣相關(guān)的根相關(guān)細(xì)菌中廣泛共享的性狀。

“我們已經(jīng)證明單獨(dú)植物的免疫系統(tǒng)不足以保護(hù)免受土壤衍生和根系相關(guān)真菌和卵菌的侵害，并且根系相關(guān)細(xì)菌提供延長的免疫功能，這是植物在自然界中生存所必需的，” Hacquard博士。作者的研究結(jié)果可能有助于合理設(shè)計(jì)保護(hù)農(nóng)作物健康的益生菌或細(xì)菌群落。該小組現(xiàn)在有興趣確定哪些基因和分子參與細(xì)菌的這種保護(hù)功能。

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