博伊斯·湯普森研究所(BTI)的一組研究人員發(fā)現(xiàn)了一組獨特的細菌，它們可以幫助真菌和植物獲取土壤養(yǎng)分。這些發(fā)現(xiàn)可能為采用經(jīng)濟高效，環(huán)境友好的方法來增肥土壤，提高農(nóng)作物產(chǎn)量，減少農(nóng)民對傳統(tǒng)肥料的依賴提供了方法。
研究人員知道，叢枝菌根(AM)真菌與所有陸地植物的70%的根部建立了共生關(guān)系。在這種關(guān)系中，植物將脂肪酸換成真菌的氮和磷。但是，AM真菌缺乏從復(fù)雜的有機分子中釋放氮和磷所需的酶。
由BTI的William H. Crocker教授瑪麗亞·哈里森(Maria Harrison)領(lǐng)導(dǎo)的三支BTI科學(xué)家想知道其他土壤微生物是否可以幫助真菌獲取這些營養(yǎng)素。在檢驗這種可能性的第一步中，研究小組調(diào)查了AM真菌是否與特定細菌群落有關(guān)。3月1日在《 ISME雜志》上發(fā)表的一篇論文中對這項研究進行了描述。
該研究小組檢查了生活在稱為菌絲的長絲狀結(jié)構(gòu)表面上的細菌，這種真菌會延伸到遠離宿主植物的土壤中。在兩種真菌的菌絲上，研究小組發(fā)現(xiàn)了高度相似的細菌群落，其組成不同于周圍土壤中的細菌。
康奈爾大學(xué)綜合植物科學(xué)學(xué)院兼任教授哈里森說：“這告訴我們，就像人類的腸道或植物的根一樣，AM真菌的菌絲也有自己獨特的微生物組。” “我們已經(jīng)就這些細菌的作用進行了一些有趣的預(yù)測，例如幫助獲得磷酸鹽。”
她補充說：“如果我們做對了，那么為土壤中的某些細菌增肥可以增加農(nóng)作物的產(chǎn)量，并最終減少對傳統(tǒng)肥料的需求以及相關(guān)的成本和環(huán)境影響。”是前BTI科學(xué)家Bryan Emmett和VéroniqueLévesque-Tremblay。
在這項研究中，研究小組使用了兩種AM真菌：Glomus versiforme和Rhizophagus Regularis，并在三種不同類型的土壤中與Brachypodium distachyon共生，這是一種與小麥有關(guān)的草種。在使真菌與草一起生長長達65天后，研究人員使用基因測序來識別粘附在菌絲表面的細菌。
研究小組發(fā)現(xiàn)，兩種真菌物種的細菌群落組成具有顯著的一致性。這些群落在所有三種土壤類型中都是相似的，但是與在遠離細絲的土壤中發(fā)現(xiàn)的群落非常不同。哈里森說，這些細菌的功能尚不清楚，但是它們的組成已經(jīng)激發(fā)了一些有趣的可能性。
哈里森說：“我們預(yù)測其中一些細菌會在細絲的附近釋放出磷離子，從而使真菌有最好的機會捕獲這些離子。” “了解哪些細菌具有這種功能可能是增強真菌的磷酸鹽獲取過程以使植物受益的關(guān)鍵。”
哈里森的小組正在研究控制哪些細菌在細絲上聚集的因素。哈里森認為AM真菌可能會分泌吸引這些細菌的分子，進而細菌群落可能會影響真菌分泌哪些分子。
叢枝菌根真菌將長絲狀結(jié)構(gòu)(稱為菌絲)延伸到土壤中。在草類植物的根部之中，可以看到比人的頭發(fā)還小的菌絲。信用：瑪麗亞·哈里森(Maria Harrison)
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菌絲微生物群中有粘菌球菌和其他類群的成員，其中包括“細菌捕食者”，它們通過使其他細菌破裂并釋放其內(nèi)含物而殺死并吃掉其他細菌。
這些捕食者通過沿著表面滑動而移動，因此“真菌細絲可以充當(dāng)線性的飼養(yǎng)通道”，埃默特說。埃默特目前是愛荷華州埃姆斯市農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究服務(wù)部的研究微生物學(xué)家。“雖然許多土壤細菌似乎都沿著土壤中的真菌菌絲傳播，但這些掠食者可能使之更加危險。”雖然并非每根細絲上的類群的每個成員都可能掠食，但是哈里森的研究小組計劃調(diào)查這些假定的掠食者的方式和原因在那里組裝。“掠食性細菌的作用有可能使周圍土壤中的所有人(掠食者和真菌)都能獲得礦物質(zhì)營養(yǎng)。 一樣。”她說。
標(biāo)簽： 真菌
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