植物如何利用微生物來(lái)獲取營(yíng)養(yǎng)
羅格斯大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)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(lái)獲取養(yǎng)分,這一過(guò)程可以用來(lái)促進(jìn)作物生長(zhǎng),對(duì)抗雜草并減少使用污染性肥料和除草劑。
在一個(gè)過(guò)程中,團(tuán)隊(duì)將“食物循環(huán)”命名為“食物循環(huán)”(rhizophagygy意為根食),細(xì)菌和真菌在土壤中的自由生長(zhǎng)階段和植物根部細(xì)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(yíng)養(yǎng)(氮和礦物質(zhì)),從植物根部細(xì)胞中的微生物中提取營(yíng)養(yǎng)。旨在對(duì)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(dǎo)致今天在線發(fā)表在微生物上的一項(xiàng)研究。共同作者包括印度巴納拉斯印度大學(xué)和美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的科學(xué)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(yíng)養(yǎng)素的重要途徑,”主要作者,新不倫瑞克羅格斯大學(xué)植物生物學(xué)系教授James F. White Jr.說(shuō)。“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(zhǎng),但抑制了其他植物種類的生長(zhǎng),”懷特說(shuō)。
食物循環(huán)的工作原理如下:根據(jù)懷特的說(shuō)法,植物通過(guò)分泌糖,蛋白質(zhì)和維生素來(lái)培育根尖周圍的農(nóng)場(chǎng)微生物。微生物生長(zhǎng),然后進(jìn)入根尖細(xì)胞,細(xì)胞分裂,缺乏硬化的壁。微生物失去細(xì)胞壁,被困在植物細(xì)胞中,并被活性氧(超氧化物)擊中?;钚匝醴纸庖恍┪⑸锛?xì)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(zhǎng)的毛尖處,毛細(xì)胞壁柔軟,微生物在重新進(jìn)入土壤時(shí)重新形成細(xì)胞壁。這些微生物獲取土壤中的養(yǎng)分,并重復(fù)這一過(guò)程一遍又一遍,根據(jù)懷特,誰(shuí)一直在研究持續(xù)周期為七年。
“人們推測(cè)植物可以從微生物中獲取營(yíng)養(yǎng),但從微生物到植物的營(yíng)養(yǎng)轉(zhuǎn)移機(jī)制一直難以實(shí)現(xiàn) - 直到現(xiàn)在,”他說(shuō)。“了解這一過(guò)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(zhǎng)并減少不良植物的生長(zhǎng),可能使用相同的微生物。”
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