研究人员知道,一种被称为丛枝菌根(AM)的真菌与70%的陆地植物的根建立共生关系。在这种关系中,植物用脂肪酸来交换真菌的氮和磷。然而,AM真菌缺乏从复杂的有机分子中释放氮和磷所需的酶。
BTI的三位科学家由玛丽亚·哈里森,William H. Crocker教授在BTI,想知道其他土壤微生物是否有助于真菌访问这些营养素。在研究可能性的第一步中,该团队研究了am Fungi是否与特定的细菌群落联系起来。他们的研究出现了3月1日ISME日报。
研究小组检测了生活在被称为菌丝的长丝状结构表面的细菌,这种真菌可以延伸到远离宿主植物的土壤中。在两种真菌的菌丝上,研究小组发现了高度相似的细菌群落,它们的组成与周围土壤中的不同。
“这告诉我们,就像人类的肠道或植物的根,AM真菌的菌丝有自己独特的微生物群,”哈里森说,他也是康奈尔大学农业和生命科学学院整合植物科学学院的副教授。
“我们已经测试了一些有趣的预测,即这些细菌可能会做的,例如磷酸盐习得。
她补充说:“如果我们是正确的,那么为这些细菌增加土壤肥力可以增加作物产量,并最终减少对传统化肥的需求以及相关成本和环境影响。”
她的研究人员是前BTI科学家Bryan Emmett和VéroniqueLéversque-Tremblay。
在这项研究中,该团队使用了AM真菌的两种,Glomus versiforme和Rhizophagus irregularis,并在三种不同类型的土壤中与二穗短柄草(Brachypodium distachyon)共生,二穗短柄草是一种与小麦相关的草。在让真菌与草一起生长长达65天之后,研究人员使用基因测序来识别粘附在菌丝表面的细菌。
研究小组发现,这两种真菌的细菌群落组成具有显著的一致性。这些群落在所有三种土壤类型中都是相似的,但与那些在远离细丝的土壤中发现的非常不同。
哈里森说,这些细菌的功能尚不清楚,但它们的构成已经引发了一些有趣的可能性。
哈里森说:“我们预测,其中一些细菌释放出了紧靠菌丝附近的磷离子,这给了真菌捕捉这些离子的最佳机会。”
“了解哪些细菌具有这种功能,可能是提高真菌获取磷酸盐的过程,使植物受益的关键。”
哈里森的小组正在研究控制细菌在菌丝上聚集的因素。哈里森认为AM真菌可能会分泌吸引这些细菌的分子,反过来,细菌群落可能会影响真菌分泌的分子。
催化菌丝微生物是米氏菌的成员和其他分类群,包括通过导致它们爆发并释放其内容来杀死和吃其他细菌的“细菌捕食者”。
这些捕食者通过沿着表面滑动所以“真菌长丝可以用作线性喂养通道”,“目前是美国农业部农业科农业研究服务部的研究微生物学家,Iowa。“许多土壤细菌似乎沿着土壤中的真菌菌丝行进,这些掠夺者可能会使它变得更加危险。”
虽然不是细则上的那些分类群的每个成员可能是掠夺性的,但哈里森的小组计划调查如何以及为什么这些潜在的掠夺者组合在那里。“捕食性细菌的作用可能会使周围土壤中的每个人提供矿物营养素 - 捕食者和真菌相似,”她说。
研究工作得到了美国能源部的支持。
迈克尔·哈斯是博伊斯·汤普森研究所的自由撰稿人。