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植物研究表明微生物对于生存和生长的重要性

科学家发现,植物在根部具有微生物支撑的“密封”机制,这对于摄取营养以维持生存和生长至关重要。来自诺丁汉大学未来食品信标的植物科学家已经表明,控制拟南芥模型植物根密封的机制影响着居住在根中的微生物群落的组成,并且微生物维持了这种机制的功能。植物微生物的这种协调在控制植物中矿物质营养含量方面起着重要作用。这项研究已由《科学》杂志在线发表。

未来食物信标的加布里埃尔·卡斯特里洛(Gabriel Castrillo)以及该研究的主要作者说:“在哺乳动物中,肠道中的专门扩散障碍已知与驻留的微生物群协调,以控制养分流向。尽管植物根部也存在类似的养分扩散调节机制。,迄今为止,微生物对其功能的贡献尚不清楚。

这项研究首次显示了根部扩散障碍与微生物在根部定植之间的协调性。它们结合起来控制植物中矿质养分的吸收,这对于适当的生长和繁殖至关重要。理解这一点可以导致植物更适应极端非生物条件,并增强从大气中固存碳的能力。另外,可以开发出植物中必需矿物质营养成分含量高并且具有排除有毒元素的能力。”

所有生物都进化了结构,以维持稳定的矿物质营养状态。在植物的根和动物的肠道中,这些结构包含专门的细胞层,这些细胞层起着守门人的作用,控制水和重要营养素的转移。

为了执行此功能,至关重要的是将形成这些层的单元密封在一起。这些密封件需要在当地微生物群落存在的情况下保持完整性。在动物中,已知居住在肠道中的微生物会影响肠道密封,在某些情况下,这可能会引起疾病。

(Casparian Strips)和影响整个细胞质膜运输的木栓沉积物。这项研究表明,多细胞生物中的这些密封机制是如何结合微生物功能来调节矿物质营养平衡的。

粮食安全是一个紧迫的全球性问题。到2050年,作物产量必须增加一倍,才能跟上全球人口增长的步伐。考虑到气候变化对水供应的影响,这一目标更具挑战性以及减少肥料投入以使农业在环境上更具可持续性的动力。在这两种情况下,开发具有改善的水分和养分吸收效率的农作物都可以提供解决方案。这一发现可能会导致控制微生物控制养分和水分扩散的新方法的发展,为设计更具抗逆性的作物提供了新的机遇,采用了新的饲喂策略以及通过固碳来利用二氧化碳的可能方法。

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