在一种共生关系中，被称为根瘤菌的微生物就像农业“管家”一样从空气中为豆类植物获取氮。根据1月29日发表在《科学进展》(Science Advances)杂志上的一项新研究，当碳被添加到土壤中时，它有助于土壤保持养分，但它可以抑制植物和微生物之间高达70%的交流。
“你可能会说，通信连接有很多静态，”他说约翰内斯·莱曼他是土壤和作物科学教授。“有了对土壤的碳修正，植物和微生物再也不能进行化学交流了。他们不能‘听到’彼此。”
Lehmann是《土壤有机质减弱基于类黄酮的植物-微生物通讯的功效》一书的资深作者。主要作者是前康奈尔大学博士后研究员塔拉·m·韦伯斯特(Tara M. Webster)和莱斯大学(Rice University)博士生伊莱恩·德尔瓦莱(Ilenne Del Valle)。
一个多世纪以来，科学家们已经知道了豆科植物和根瘤菌之间的共生关系。为了帮助土壤中的微生物和植物相互作用，类黄酮(植物和真菌的代谢物)起到了化学“电话”的作用，但土壤中较高含量的有机碳——如堆肥或木屑覆盖物——阻碍了这种交流。
韦伯斯特说，虽然向土壤中添加碳确实有利于豆科植物的生长，但科学家必须了解它是如何影响交流的。研究人员惊讶地发现，土壤中溶解的碳在水中移动，扰乱了信号。
“我们没想到会这样，”她说。“但重要的是，我们知道了，这很好。这有助于理解这种互动。”
韦伯斯特说，大多数关于微生物如何与植物对话的知识来自水中的实验室实验，在水中很容易测量微生物和植物共享的化学物质。
豆科植物利用黄酮类化合物柚皮素和木犀草素分子来获取微生物氮，但由于有了溶解的碳，这些黄酮类化合物在寻找微生物的过程中受挫。
“我们并不总是在水中种植植物。我们在土壤中种植它们，”韦伯斯特说。“这是一个新的视角，但土壤中的碳在这里有一些相互作用。不仅仅是植物和微生物本身。”
其他的原因包括贾尼斯蒂斯，土壤微生物学副教授;安德烈·凯斯勒生态学和进化生物学教授;莱斯大学的生物地球化学教授Caroline Masiello和合成生物学教授Joff Silberg。
这项研究的资金是由国家科学基金会和能源部提供的。
