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固氮共生菌不是豆科根瘤的专利,杨树枝条上就有

时间: 2016年06月28日 | 作者: admin | 来源: Phys.org
野生杨树枝条上的共生细菌有望帮助贫瘠土地上种植的的农作物。


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论文共同作者Andrew Sher在杨树上采样。图片来源:Sharon L. Doty


注册新宝GG家已经证明,生活在我们体内或体表的细菌对人体健康十分关键,它们对人体健康、营养物质的利用、肥胖症以及对疾病的抵抗力都有显著的影响。


但是直到近期注册新宝GG家才再次惊叹微生物组对于植物的重要作用。因为植物无法像动物一样任意移动,唯有依赖这些毫不起眼的微生物,才能让它们获得生存所需的养分。

 

来自华盛顿大学(University of Washington)的植物微生物学家Sharon Doty,带领一支由本科生、研究生及同事组成的研究队伍共同完成了一项研究课题。她们发现那些生长在严酷贫瘠的岩石地面上的杨树自有一套生存策略,它们可以利用那些寄生在其树枝内的细菌提供的养分维持生长。这一发现或许会对农业作物和能源作物生产有所帮助。


研究发现杨树枝条样本中的微生物群体组成差异极大,甚至是两根相邻生长枝条内的群体组成也各不相同。


来自华盛顿大学环境与森林注册新宝GG院的教授Doty表示:“正是由于微生物群体组成的多样性使定量测定微生物的相关活动变得异常困难,但是这样的构成多样性对于生物却是极为重要的,因为也许只有特定的微生物组成才能为宿主植物提供特定的养分类型。”


实验地点选在了斯诺夸尔米河畔(Snoqualmie River),杨树和柳树是该地区的优势植物,这片氮元素稀缺的河漫滩随处可见鹅卵石。照片是由Sharon L. Doty教授于2002、2006和2015年拍摄的。


对于所有的生命体而言,固氮作用是不可或缺的自然过程。在某些氮元素稀少的环境中,比如岩质的贫瘠地形,植物通过与固氮菌相互作用来获取生长所需的氮。


许多研究已经证实固氮作用通常发生在微生物聚集的豆科植物根瘤中,比如大豆、三叶草、苜蓿和羽扇豆。植物根系中的细菌通过固氮作用将空气中的氮元素转化成植物可用的形式并固定在其根部。

 

一直以来,我们都认为只有配备了根瘤这种独特装备的植物才能从细菌-植物共生关系中获益。然而Doty教授的研究首次向人们证明,固氮作用同样可以发生在树枝上,这一过程并不需要根瘤的参与。

 

这一发现对日常农作物的生产意义重大。研究者们从试验点的野生杨树和柳树树枝上分离出来的微生物可以帮助扎根在贫瘠土壤中的玉米、西红柿、胡椒,甚至是草坪草种和林木获得生长所需的养分。


众所周知,化石燃料是肥料生产的重要环节,受此影响肥料生产成本的价格波动也颇为剧烈。从农业、能源作物和木材的生产,到高尔夫球场的草皮种植,肥料的使用遍及人类生活的方方面面,因此肥料价格的波动和不确定的可用性实际上会影响到我们每个人。


如果我们掌握了帮助野生植物在岩石、沙质等贫瘠土壤环境中生长的关键菌种组成,无疑我们将推动现有农业、生物质能和林业生产的发展,使这些生产活动逐步摆脱对化肥的依赖,往更为自然环保、高产的绿色生产模式发展。”Doty教授说到。


翻 译:冼 妍

审 校:颜 磊


原文链接:http://phys.org/news/2016-05-bacteria-naturally-fertilize-trees.html