根微生物群對植物存活干旱具有重要價值
正如我們腸道中的微生物越來越被認(rèn)為是人類健康和行為的重要參與者一樣,多倫多密西沙加大學(xué)的新研究表明,微生物對植物的生長和健康同樣至關(guān)重要。例如,UTM PhD候選人Connor Fitzpatrick表示,能夠?qū)⑻囟?xì)菌募集到其根微生物群的植物比其研究人員更具抗旱性。
植物的根微生物群是生活在植物根部和植物根部的微生物的獨特群落。與動物物種中的腸道微生物組相似,根微生物組是植物與世界之間的界面。根微生物組負(fù)責(zé)重要的功能,如養(yǎng)分吸收和對植物發(fā)育很重要的信號。
菲茨帕特里克的研究發(fā)表在最新一期的“美國國家科學(xué)院院刊”上。他對根微生物組在植物健康中的作用的探索最終可以幫助農(nóng)民在干旱的條件下種植作物。
在這項研究中,菲茨帕特里克在大多倫多地區(qū)種植了30種植物,在實驗室環(huán)境中種植相同的土壤混合物。這些包括熟悉的植物,如一枝黃花,乳草和紫苑。將植物飼養(yǎng)整個生長季節(jié)(16周),每種植物都在允許和模擬干旱條件下生長。
Fitzpatrick的研究探索了不同寄主植物物種的根微生物群之間的共性和差異,將微生物組劃分為內(nèi)生菌(生活在根內(nèi)的微生物)和根際(生活在根周圍土壤中的微生物)。他發(fā)現(xiàn)30個物種的變異,相關(guān)物種在微生物組之間的相似性高于不同物種。
“就像你期望的那樣,”菲茨帕特里克說。“就像人類的腸道微生物組和猿類之間的相似性而不是人類和小鼠之間的相似性一樣,植物種類之間的關(guān)系越近,它們的根微生物組就越相似。重要的是要記錄為更好地理解進(jìn)化的方法。塑造植物根微生物組的過程。“
除了加深我們對植物進(jìn)化和發(fā)育的基本生物學(xué)理解之外,該研究還提供了進(jìn)一步的研究途徑,包括一些植物如何以及為什么招募影響抗旱性的細(xì)菌,而另一些植物卻沒有。
“如果植物能夠用特定的細(xì)菌群,即放線菌來富集它們的根微生物群,它們在干旱條件下生長得更好,”菲茨帕特里克說:“我們所有的植物都能接觸到這組細(xì)菌,但它們也需要從土壤中招募它的能力。“
在與作物輪作實踐相符的另一個發(fā)現(xiàn)中,F(xiàn)itzpatrick評估了植物土壤反饋,并證明植物根微生物組成與該土壤中上一代植物的組成越相似,第二代越多。植物受苦。
菲茨帕特里克說:“有一個復(fù)雜的互動網(wǎng)絡(luò)很難解開,需要進(jìn)一步調(diào)查。”
菲茨帕特里克說:“實際上,我們需要了解如何維持植物與當(dāng)今所有的壓力因素,如干旱和病原體(如植物病害)的增加。”“減輕這些問題的努力既昂貴又短暫或?qū)Νh(huán)境造成極大的破壞。如果我們能夠利用自然發(fā)生的相互作用來實現(xiàn)這些目標(biāo),那么我們的狀況就會好得多。”
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