文摘
你知道微生物和植物可以互相帮助生存?微生物细菌和真菌,难度帮助植物找到食物和水在压力大的时候,甚至可以使他们更健康。作为回报,植物给微生物食物和住的地方。就我们所知,世界上不存在没有植物、微生物和他们的伙伴关系。不幸的是,气候变化也将改变我们的环境。因此,研究植物和微生物的伴侣会帮助我们预测环境变化我们的地球和它的居民。在本文中,我们将讨论如何微生物和植物伙伴支持地球上的生命。
植物微生物
每一个地球上的植物都有数万亿微生物生活密切。在一起,这些微生物被称为植物微生物(图1)。这些微生物在干什么?他们是帮助或伤害植物吗?大多数微生物,我们知道帮助他们的植物主机通过增加大量的营养成分,如糖,蛋白质,和水,植物可用。微生物还可以增强植物抵抗感染的能力。没有微生物,植物健康受到损害。
- 图1 -根叫做根际周围的地下空间。
- 研究表明,根际促进亲密和微生物之间的相互作用和菌根真菌,允许他们交换营养。尽管真菌通常可以被人类的眼睛,需要强大的显微镜看到数以十亿计的细菌和其他微生物在根际。
虽然对植物和微生物的研究已经走过了漫长的道路开始在1800年代末以来,我们还有很多需要学习。研究人员目前正在对如何利用微生物生产更大的作物,更多的食物对于我们的人口增长,和为后代健康的森林1]。学习更多关于微生物相互作用和植物带给我们更近一步完成这些目标。
植物和微生物相互作用究竟在哪里?一个主要的研究领域集中在植物根周围的地下空间,称为根际。根际是国内对于许多类型的微生物,为plant-microbe交互和它是一个热点。我们还不完全了解微生物相互交流或分享食物,这些都是重要的问题需要回答。如果我们理解植物微生物遵守的规则,然后我们会更好的方法在预测,气候变化可能会影响植物和微生物。
的研究已经帮助我们工程师植物耐干旱和温度增加,这可以更大、更快的生长。但我们仍不确定微生物将如何与植物地球气候的变化。一些微生物失去能力将有助于植物生长吗?植物会被吗病原体、致病和阻碍?我们将无法地球日益增长的人口提供食物?
细菌和真菌:植物微生物的关键球员
细菌和真菌占90%以上的植物的微生物。因此,许多研究集中在如何将这些微生物与植物。
细菌如何帮助植物吗?细菌与植物生活了数百万年,和几个世纪以来细菌帮助植物生长。的最佳组织的细菌是根瘤菌,将大气中的氮气转化为氨。植物可以利用氨氨基酸,蛋白质的基础(图2一个)。我们称这种转换固氮作用。固氮细菌帮助植物获得他们所需的资源,保持健康。然而,固氮细菌并不是唯一的方式帮助他们的植物。细菌还平衡植物激素,对植物的生长和发展至关重要。世界上许多研究小组正在研究细菌和植物如何互相帮助。
- 图2 -常见的细菌和真菌与植物的方法。
- (一)根瘤菌固氮细菌或其他可以大气氮转化为植物可以利用的氮源,如氨。细菌可以将氨转化为其他可用的形式的氮,帮助自己和植物生长。(B)菌根真菌可以交易碳氮和磷,工厂需要生存。(C)微生物和植物伙伴当细菌和菌根真菌与植物的贸易资源。微生物也平衡植物激素,艾滋病的植物生长和发展。
植物真菌如何帮助吗?如细菌、真菌也与植物生活了数亿年。进化工程某些类型的真菌,称为菌根真菌(myco =真菌和意思=根),合作伙伴超过地球上所有植物种类的90%。菌根真菌在植物根部时,他们互相交换资源需求的增长和碳水化合物一样,氨基酸,和水。研究表明,菌根真菌有机物质从土壤中,给植物营养物质如磷、氮和水(图2 b)。菌根真菌何时、如何识别他们的植物主机问题,仍然需要完整的答案很重要。
细菌和真菌一起工作来帮助植物。细菌被称为菌根辅助细菌已被证明支持植物和菌根真菌之间的关系(2]。更多的营养菌根真菌可以提供植物宿主,几率越高,植物会生存和繁殖。目前尚不清楚如何细菌和菌根真菌相互作用,但有证据表明,一些细菌菌根真菌提供营养和避难所。
微生物支持健康的森林和农田
地球大约有三万亿棵树和6亿多名农场。这意味着微观植物之间的相互作用,真菌和细菌影响森林的命运和食物。研究表明,微生物可以喷在植物种子或土壤提高作物产量1),去除有毒物质从森林土壤3]。我们仍然不知道这些微生物可以帮助植物在紧张时期,热浪和干旱。因此,许多研究关注气候变化将如何影响植物和微生物。
的微生物,可能不会帮助植物,喜欢病原体吗?研究人员预测,全球变暖将会增加植物病原体的数量(4)和菌根真菌的数量减少。我们知道气候控制的(植物和微生物是如何结合在一起的5]。地球的气候变化可能导致一些树木和农作物变得不那么丰富,甚至灭绝。木材和纸张等制成品,食物如大米和蔬菜,生产将更加困难。有可能改变粮食生产将会阻止我们给地球的人口增长在未来30年。必须创建可持续的解决方案!
尽管这些预测可能看起来可怕,研究继续关注如何保护我们的森林和农场的微生物利用我们的知识。如何,到底是什么?世界各地的研究人员正在使用DNA测序和卫星的成像技术来找出哪些微生物对植物在森林和农田类型(图3)。根据这些信息,我们可以确定适当的微生物和喷在植物种子或把它们拌入土壤,帮助植物在热浪、干旱和洪水。
- 图3——植物和微生物在全球各地。
- (一)卫星可以帮助我们看到我们的世界从离地面很高。(B)卫星图像可以显示我们如何随时间变化的模式。这些信息可以帮助我们估计数量的食物我们将能够生产和多高二氧化碳含量将成为在未来。(C)研究人员在不同的土壤样本中识别微生物存在网站全地球。(D, E)他们使用他们的发现理解植物之间的连接,微生物和地球。
你学到了什么和如何使用它?
总之,研究人员专注于理解微生物的方法可用于提高植物的生长和发展。菌根真菌和细菌可以帮助植物获得足够的营养物质,从而导致更大、更强的植物。然而,全球变暖可能会改变整个星球plant-microbe交互。重要的是要理解气候变化将如何影响农田和森林。
你怎么帮助?阅读、探索问题,重复。从文章的故manbetxapp在线登录事、图片和视频,有很多资源相关plant-microbe互动在线和在当地的图书馆。你很快就会发现有大量的免费信息(例如,可用土壤生物多样性阿特拉斯)。你越了解您感兴趣的话题,你就会越好,问有趣的问题和开发有趣的实验来回答这些问题。
如果你喜欢这篇文章,想要了解更多关于植物和微生物,也可以联系研究员可以教你更多关于plant-microbe交互。你可以先写一个电子邮件与你的科学老师,父母,监护人,这篇文章的作者和/或朋友或其他研究人员研究plant-microbe交互。研究人员经常兴奋地分享他们的发现和帮助年轻人感兴趣的科学,所以不要犹豫问问题!
术语表
植物微生物:↑微生物群落与植物相互作用,影响他们的成长,营养吸收,压力宽容,和抵抗病原体。
根际:↑植物根系的土壤在2毫米。
病原体:↑任何生物都可以导致疾病。
固氮作用:↑大气氮转化成氨。
菌根真菌:↑真菌与植物,形成一种共生关系,在植物的根组织。
有机物质:↑碳分子分解所产生的生活物质如树叶或树枝。
菌根辅助细菌:↑细菌菌根增加殖民、经济增长和丰富。
的利益冲突
作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。
确认
我们感谢凯尔阿尔斯通援助与平面设计。部分这项工作经费由国家科学基金会PRFB批准号2109481授予磅和NSF事业奖DEB 2109481 KP。资助者没有贡献的设计实验,数据收集、分析,决定发表,或者准备手稿。
引用
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