這些耐寒的植物已經想出了如何在土壤中“種植”微生物的方法

現代農業科學帶給我們一些超級動力工廠，正如我們人類不會做的那樣，我們完全歸功于這些不可思議的莊稼.

但是，由英國約翰英尼斯中心的分子微生物學家雅各布·馬龍（Jacob Malone）領導的團隊領導的一項新研究發現，我們可能不是唯一參與選擇陽性性狀的農民。植物本身完全有能力調整它們的生態系統來“養殖”它們喜歡的微生物物種。

根據該團隊的分析，大麥（大麥）——世界上大部分啤酒供應背后的作物——通過釋放的糖分量仔細管理其根部周圍的微生物群落。

盡管工業化農業具有控制的光環，但事實證明，作物育種的一個主要方面已經落入了科學雷達之下：直接圍繞植物根部的土壤中的微生物組，或”根際'.

有益的微生物可以成就或破壞植物的成功。例如，可以駕馭的植物假單胞菌屬細菌享受福利如增強營養可用性、抑制病原體和啟動免疫系統。

但假單胞菌屬是一個善變的朋友：它可以在各種各樣的寄主植物中定殖，因此植物之間存在競爭，以吸引這些小牲畜中最好的。

Malone的團隊想知道在相同土壤環境中生長的不同大麥品種為什么以及如何招募不同的有益根際細菌和真菌。

該實驗涉及兩個大麥植物品種：一個是200歲長白麥芽大麥，Chevallier，以及另一種是2004年發布的現代品種，稱為Tipple。

農作物可以大致分為地方品種或現代品種。'長白“來自德語單詞蘭德拉斯，意思是“鄉村品種”，雖然它的定義是不斷發展，地方品種作物可以粗略地理解為一種當地的馴化植物，隨著時間的推移（而不是通過刻意選擇）適應了其生態和文化環境。

另一方面，現代栽培品種不一定是本地的，是針對某些遺傳性狀專門選擇和培育的，有時是雜交的，通常用于工業級生產。

像 Tipple 大麥這樣的現代谷物品種“經過集約化培育，具有積極的農業性狀，包括高產和種子淀粉含量、短秸稈和良好的麥芽性能，”，團隊寫.

“雖然這些積極性狀的結合大大提高了產量和作物質量，但這些變化對植物生理學和生態影響的更廣泛影響，以及由此產生的作物的可持續性，卻知之甚少，”他們加.

該團隊在受控溫室實驗室中從種子中種植兩種大麥三周，然后從每種品種的三種不同植物中采集根際樣本。在瓊脂上孵育這些微生物后，他們隨機選擇每株植物 20 個分離株，得出 120 個分離株來代表每個品種的根際。

“我們觀察到兩個品種之間根際和根系相關微生物的豐度存在明顯差異，Tipple招募的量明顯更多假單胞菌屬細菌比Chevallier，“團隊報告.

他們發現這些工廠正在招募假單胞菌屬具有特定的遺傳和物理特征，就像人類農民根據所需的特征選擇作物一樣。

小品種植物的根分泌物中含有較高水平的單糖，稱為單糖，有利于假單胞菌屬適應在這些碳源上生長。

另一方面，Chevallier根部的根際微生物更加多樣化，這反映了植物復雜的根系分泌物。地方品種植物似乎也對它們的“農場”土壤真菌有更多的控制權：假絲酵母屬物種幾乎完全被排除在外，而齋藤之馬物種高度富集。

另一方面，Tipple植物似乎無法影響在其根部周圍生長的真菌，導致真菌多樣性降低。

“我們的研究結果支持植物生長與招募的微生物組組成之間存在品種依賴性聯系，這表明我們在這里看到的微生物組塑造對植物健康有真正的影響，”該團隊寫，并補充說這個過程比他們之前懷疑的要復雜得多。

“確定我們在這里描述的現象在多大程度上可以觀察到農田中生長的作物是未來研究的關鍵挑戰，”作者說說。

這項研究發表在PLOS生物學。

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