植物如何利用微生物來獲取營養(yǎng)
羅格斯大學領導的研究小組已經(jīng)發(fā)現(xiàn)植物如何利用土壤中的微生物來獲取養(yǎng)分,這一過程可以用來促進作物生長,對抗雜草并減少使用污染性肥料和除草劑。
在一個過程中,團隊將“食物循環(huán)”命名為“食物循環(huán)”(rhizophagygy意為根食),細菌和真菌在土壤中的自由生長階段和植物根部細胞內(nèi)的植物依賴性階段之間循環(huán)。微生物在土壤中獲得營養(yǎng)(氮和礦物質),從植物根部細胞中的微生物中提取營養(yǎng)。旨在對抗蘆葦(Phragmites australis)的研究,這是一種在新澤西州和其他地方的濕地中發(fā)現(xiàn)的高侵入性蘆葦,導致今天在線發(fā)表在微生物上的一項研究。共同作者包括印度巴納拉斯印度大學和美國地質調(diào)查局的科學家。
“所有植物中都出現(xiàn)了食物循環(huán),這可能是植物獲取一些營養(yǎng)素的重要途徑,”主要作者,新不倫瑞克羅格斯大學植物生物學系教授James F. White Jr.說。“植物積極培育然后從共生微生物中提取養(yǎng)分的發(fā)現(xiàn)是新的。”
“到目前為止檢查的50種左右的植物顯示出它們參與食物腐爛的證據(jù)。參與食物循環(huán)的一些微生物增加了它們特定寄主植物的生長,但抑制了其他植物種類的生長,”懷特說。
食物循環(huán)的工作原理如下:根據(jù)懷特的說法,植物通過分泌糖,蛋白質和維生素來培育根尖周圍的農(nóng)場微生物。微生物生長,然后進入根尖細胞,細胞分裂,缺乏硬化的壁。微生物失去細胞壁,被困在植物細胞中,并被活性氧(超氧化物)擊中。活性氧分解一些微生物細胞,有效地從中提取養(yǎng)分。幸存的微生物刺激了根的形成根上的毛。微生物將毛發(fā)留在生長的毛尖處,毛細胞壁柔軟,微生物在重新進入土壤時重新形成細胞壁。這些微生物獲取土壤中的養(yǎng)分,并重復這一過程一遍又一遍,根據(jù)懷特,誰一直在研究持續(xù)周期為七年。
“人們推測植物可以從微生物中獲取營養(yǎng),但從微生物到植物的營養(yǎng)轉移機制一直難以實現(xiàn) - 直到現(xiàn)在,”他說。“了解這一過程如何發(fā)揮作用可能使我們能夠在沒有肥料或使用最少的肥料和沒有除草劑的情況下種植植物。我們可以操縱該系統(tǒng)以增加所需植物的生長并減少不良植物的生長,可能使用相同的微生物。”
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