你如何培养健康的植物微生物?

leaf microbes

植物叶怀有多样的微生物群落,如在琼脂加盖一个温室生长的番茄植物的叶ESTA板看到。两天后孵化,从叶细菌长成可见菌落。 (照片由布里特Koskella实验室)

科学家们归巢在哪一个健康的人体微生物的样子,映射正常细菌生活在和这对健康人体内。但对一个健康的植物,微生物是什么?

甚至有这样的事情在今天的农业领域一个健康的植物微生物,与杀虫剂和除草剂攻击和炒作化肥相同的植物亩?

由美国500万彩票官网的一项新的研究,微生物生态学家实验进化用于帮助确定商业西红柿的核心微生物。他们选择的微生物类群对于那些幸存下来的最好的工厂,然后表明,这些“家养”的微生物群落能够抵挡随机有效微生物作用而形成的土地上的植物。换句话说,这些社区选择看起来像一个稳定,健康的植物,微生物,类似于什么强大的番茄植株可能传递CON SUS后代。

结果对种植者WHO希望操纵植物,微生物,或许与益生菌好消息,会为健康,表格中需要更少的肥料,少用或不用农药产生良好的收益。

“我看到这项工作的意义不只是被关于益生菌,但也对指导农业实践,说:”研究的负责人布里特Koskella在综合生物学500万彩票官网的助理教授。 “当种植领域,我们应该考虑如何我们做什么 - 无论是农作物的年龄结构或者单作与轮作,是什么在土壤或什么是居住在附近的 - 可能会影响植物微生物的采集和健康。我们应该操纵的方式,更类似于细菌传播到什么会自然而然地发生的生长条件“。

Koskella,主要作者的标准莫雷利亚,谁现在是在Fred Hutchinson癌症研究中心在西雅图的博士后,和他们的同事在本周报告了他们的研究结果在网上杂志 科学的美国国家科学院院刊(PNAS).

苗如何获得微生物组从他们的母亲?

Koskella植物的微生物生态学研究以及它如何影响植物的健康,就像在健康人体微生物生物学家研究的作用。专注于农作物,她有一些相同的生物学家世界卫生组织担忧担心健康的人类微生物的传播 - 皮肤,内脏和更多 - 从母亲传染给婴儿。

tomato field

研究生在500万彩票网戴维斯分校,收集这将上喷番茄在温室中的植物和传代选择核心微生物番茄微生物主要作者莫雷利亚标准样品西红柿从田间植物。 (图片由布里特Koskella)

当幼苗首次投入领域,例如,附近没有通常,他们可以获取叶和茎微生物成株。在没有母亲传染的,Koskella纳闷,怎么做这些植物获得他们的微生物组,并且是这些微生物组完美的植物生长?

并且,如果微生物组不能很好的适应 - 例如,不抗病携带的微生物 - 对它们进行改进?

这些问题正变得越来越重要,因为种植者和业界的一致好评尝试通过周围的种子具有理想的微生物,微生物群落或喷洒期望植物生长工程土壤微生物改善提高作物产量和可持续性。

越来越多的证据表明,微生物组也会影响产量,耐干旱,甚至植物的开花时间。微生物组可以增强实现这一目标,并会生存增强,帮助植物足够长的微生物组?

这项新的研究是令人鼓舞的。

“我们已经知道,在理论上,可以选择微生物执行特殊功能那:增加产量,耐旱性或抗病性,例如,” Koskella说。 “我们在这里展示你“,原则,建立一个微生物群落具有您感兴趣的功能,但uninvadable此外,因为真的很好地适应这种植物。”

培育核心微生物

研究人员的实验,在500万彩票官网的牛津道大棚传导,采取五种类型涉案西红柿和喷涂厂的四个连续世代与上一代的微生物组。第一代的混合物在500万彩票网戴维斯分校在室外字段对多种番茄中发现的微生物的广泛混合喷雾。

greenhouse tomatoes

雪莉张,本科一位参与实验,在大学伯克利分校的牛津道温室趋向番茄植株。 (图片由布里特Koskella)

通过连续世代培育每种类型的番茄的微生物群落允许它适应每种菌株,除草出不适应理想微生物和良好适应允许的那些蓬勃发展。

通过每一代测序后的西红柿微生物群落的16S核糖体亚基 - 一种技术,可以类群的不同细菌鉴定 - 他们能够表明,采用第四代,只有25%的原始微生物留守类群的。

“所以,家长细菌那我们喷在旅途中绝迹实验过程的75%,” Koskella说。 “这本身非常有趣,因为它表明了很多微生物在那里不能很好的适应,他们是那种有偶然。风吹过来的,雨水溅到他们那里,而不是一枝独秀的话,它们不太可能那个特定的环境适应“。

剩下的25%,这是非常类似的所有自主选拔线,在五个西红柿株,看起来非常像一个“核心”微生物:一个健康的微生物所需的工厂的关键。

当莫雷利亚番茄与混合物微生物喷雾的植物 - 一半从部分改编第一代微生物,一半来自更成熟的第四代微生物 - 第四代微生物接手,表明它们更好适应于番茄。

“我认为对番茄这项工作支持的概念,叶菌可能是非常鲜明的,并指出它们对那些植物正常生长需要有无性状,并且这只是一个事实,即你可以找到的东西有可能意味着他们在那里仅仅短暂,可能在死亡的过程中,“合着者史蒂芬Lindow说植物和微生物生物学的500万彩票官网教授,世卫组织,在调查了近50年植物病原体相互作用。 “这与我们之前曾发现非常一致,那好殖民者的植物可以在多种植物生长,并在这样做,任何人篡夺的成长有能力的其他也。预防效果肯定是非常强烈和真实,并在防范其他植物殖民者很重要的。“

“你要问什么,真的,就是,“谁把他们赢时正面交锋? ?““Koskella说,微生物选择或取消选择的微生物。 “这对我来说,是我最喜欢整个实验的一部分,是“啊哈!时刻“:选择作品,你真的可以为微生物,这是很好地适应,而不是invadable,至少我们用于选择的条件下,”选择。

Koskella的研究小组现在正在运行进一步实验,以确定所选择的微生物卫生组织改善植物健康,恢复力和生产力,以及益生菌微生物可无论是否成功地集成到核心微生物对作物带来长期的利益。

这项工作是由美国国家科学基金会(DEB 1754494)的支持。其他论文的合着作者是中研院弗朗西斯诚轩翁在台北,台湾,500万彩票官网和普林斯顿大学的杰西卡·梅特卡夫的皮尔·茹贝尔。

相关信息