根微生物組對植物生長和健康至關重要

編譯：龔晶 北京市農林科學院農業信息與經濟研究所

正如我們越來越覺得腸道中的微生物對人類健康和行為至關重要，多倫多大學密西沙加分校（University of Toronto Mississauga, UTM）的新研究表明，微生物對植物的生長和健康也同樣重要。例如，能夠將特定細菌吸引到根微生物組裡的植物更加耐旱，UTM在讀博士康納·費茲帕特里克（Connor Fitzpatrick）說。

植物的根微生物組是生活在植物根內部和外部的獨特微生物群系。和動物腸道微生物組相似，根微生物組是植物和外界接觸的媒介。根微生物組負責重要功能，如攝入養分、發出關乎植物生長的重要信號等。

費茲帕特里克的研究發表在最新一期《國家科學院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences）上。他探索根微生物組在植物健康方面的作用，

這一研究最終可以幫助農民在飽受乾旱困擾的地區種植作物。

為進行研究，費茲帕特里克種植了30種在大多倫多區（Greater Toronto Area）發現的植物。實驗室里，他把種子種在和實際生長環境相同的土壤混合物里。研究對象包括麒麟草（goldenrod）、馬利筋（milkweed）和紫菀（asters）等人們熟悉的植物。植物栽培期是一個完整的生長季（16周），每種植物都分別在適宜的和模擬乾旱的條件下種植。

費茲帕特里克的研究探索了不同種宿主植物根微生物組的共性和差異。研究把微生物組分為內球（生活在根內的微生物）和根圍（生活在圍繞植物根系的土壤中的微生物）。對30種植物的研究發現，近緣種微生物組間的相似性比非近緣種更大。

「結果和預期的一致。」費茲帕特里克說，「人與猿腸道微生物組間的相似性比人與鼠更大，同樣，植物物種關係越近，根微生物組越相似。這一點值得記錄，因為可以幫助我們更好地理解塑造植物根微生物組的進化過程。」

除了加深我們對植物進化和發展的基礎生物學理解外，該研究提供更多探索空間，包括一些植物如何、為何可以利用影響抗旱性的細菌，而另一些植物不能。

「如果植物可以把放線菌這種特殊細菌加入到自己的根微生物組裡，那麼它們在乾旱條件下就能生長得更好。」費茲帕特里克說，「我們研究的所有植物都能獲得這種細菌，但它們也需要有能力從土壤中把這種細菌吸引過來。」

另一項發現呼應了輪作制的理念。費茲帕特里克評估了植物土壤反饋，表明同一片土壤中，植物根微生物的組成和前代植物越相似，第二代生長就越艱難。

「各種相互作用交織成一張複雜的網，很難理清，需要進一步探究。」費茲帕特里克說。

「從實踐角度來說，我們需要理解如何在當今壓力因素越來越多的情況下維持植物生長，這些壓力因素包括乾旱、病原體增加（如導致植物病害）等。」費茲帕特里克說，「目前的措施要麼非常昂貴且效力短暫，要麼對環境十分有害。如果我們能利用這些自然發生的相互作用達到解決問題的目的，我們的處境就會更好。」（來源：加拿大多倫多大學北京市農林科學院農業信息與經濟研究所報道）

本文系獨家編譯報道，轉載請註明出處。

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