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更多>科技日?qǐng)?bào)倫敦8月3日電 (記者田學(xué)科)英國(guó)牛津大學(xué)宣稱,該校與劍橋大學(xué)研究人員合作,利用合成生物學(xué)技術(shù),設(shè)計(jì)出了植物與其根際細(xì)菌之間的分子信號(hào)通路,這一合成信號(hào)系統(tǒng)有助于小麥和玉米等非豆類(lèi)作物成功固氮,對(duì)利用增強(qiáng)根系微生物群來(lái)改善營(yíng)養(yǎng)不良土壤的作物產(chǎn)量以及減少大田化肥使用量有著巨大應(yīng)用前景。研究成果發(fā)表在近日出版的《自然通訊》雜志上。
植物通過(guò)發(fā)出化學(xué)信號(hào)來(lái)吸引或抑制特定微生物,影響其根際微生物群。研究人員通過(guò)對(duì)谷類(lèi)植物進(jìn)行改造,使其產(chǎn)生一種信號(hào),可以與其根系周?chē)?xì)菌交流并加以控制,使它們能夠利用這些細(xì)菌來(lái)促進(jìn)生長(zhǎng),包括提高固氮能力。
研究第一作者、牛津大學(xué)植物科學(xué)系格迪斯博士介紹:“我們選取了一組細(xì)菌在豆科根瘤中產(chǎn)生的化合物,稱為根狀莖(rhizopines)。首先,我們必須發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生根狀莖的天然生物合成路徑,然后設(shè)計(jì)一個(gè)更容易轉(zhuǎn)移到其他植物上的合成途徑,將合成的信號(hào)傳導(dǎo)途徑轉(zhuǎn)移到包括谷物在內(nèi)的許多植物上,并設(shè)計(jì)出根際細(xì)菌對(duì)根狀莖的反應(yīng)。”
主要研究人員、劍橋大學(xué)塞恩斯伯里實(shí)驗(yàn)室的帕拉馬斯凡博士解釋說(shuō),他們測(cè)量了大麥的根和根圍細(xì)菌之間的通信信號(hào),發(fā)現(xiàn)大多數(shù)菌落之間都存在明顯的通信。這意味著他們有可能利用這種跨界信號(hào)通路,激活根系周?chē)奈⑸锶簛?lái)固定氮,以及其他促進(jìn)植物生長(zhǎng)需要的功能,如生產(chǎn)抗生素、激素或溶解土壤養(yǎng)分。
他說(shuō):“這種合成信號(hào)通路的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)是,只有被設(shè)計(jì)成產(chǎn)生這種信號(hào)的特定作物才會(huì)受益。這意味著,與目標(biāo)作物一樣從化肥應(yīng)用中受益的雜草,將不會(huì)從植物和微生物之間的關(guān)聯(lián)中受益。”
研究人員稱,將進(jìn)一步對(duì)植物如何控制根圍細(xì)菌的關(guān)鍵過(guò)程,如固氮、磷酸鹽溶解和促進(jìn)植物生長(zhǎng)等開(kāi)展研究,這些研究將為谷物控制細(xì)菌微生物群及其多樣化代謝打開(kāi)大門(mén)。
標(biāo)簽: 化學(xué)信號(hào) 抑制微生物
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