研究表明热带植物通过与特定微生物相互作用来抵抗干旱
植物-土壤-微生物相互作用在植物根部或根际周围土壤中发生的过程中发挥着至关重要的作用,这些过程有助于环境中的养分循环和代谢物周转。在气候变化导致的水资源短缺的情况下,植物被迫通过一系列影响根际土壤有机质周转的过程来适应。
为了进一步了解这些植物过程如何影响土壤有机质周转,一个多机构研究小组研究了三种热带植物,特别是Piperauritum、Hibiscusrosasinensis和Clitoriafairchildiana,在干旱期间如何与根际微生物相互作用。
研究小组使用先进的分析技术来了解这些相互作用如何影响土壤中有机物的分解。令人惊讶的是,他们发现植物根部对干旱的反应,而不是对微生物群落变化的反应,主要决定了土壤中的化学成分。
该研究小组首次表明,即使在干旱期间,植物也可以维持特定的微生物伙伴关系,从而揭示了新的恢复水平。该研究的独特之处在于强调了热带植物及其根际内相关细菌群落如何应对干旱条件。
这些知识为利用与植物相关的微生物使这些植物更好地应对干旱条件打开了大门。它还为气候变化对植物健康的干旱相关影响提供了更好的理解和准备策略。该工作发表在《整体环境科学》杂志上。
这项研究探讨了不同热带植物物种及其相关微生物群落如何影响根际土壤有机碳周转,特别是在干旱条件下。该研究利用先进技术,包括亚利桑那大学的16SrRNA测序、根际代谢组学以及EMSL的位置特异性13C-丙酮酸标记,使用12T傅里叶变换离子回旋共振质谱仪和液态核磁共振来分析植物-微生物相互作用。
研究小组发现,根际代谢组主要是由每种植物物种对干旱的反应决定的,而不是细菌群落组成的直接变化。具体来说,干旱条件下胡椒根系分泌物的减少导致对邻近微生物塑造根际代谢组的依赖减少。
相比之下,木槿和Clitoriafairchildiana在干旱期间分泌物成分发生了改变,推动了根际细菌群落的变化,从而共同影响了代谢组。此外,将某些微生物排除在根际之外会导致代谢组的变化。在干旱期间,Clitoriafairchildiana仅与一部分共生细菌相关。
总体而言,当根部对干旱做出反应时,它们的微生物群落就会适应,从而可能增强植物的耐旱性。在干旱条件下,这些物种特异性的植物-微生物相互作用随着根代谢组的变化而系统地变化。这些发现对于在干旱胁迫下维持植物健康以及在气候变化下改善植物性能具有重要意义。
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