浅析土壤微生物对植物生长的影响：豆科植物位点刺激与土壤细菌的混杂相互作用

2023年1月5日

美国植物病理学学会

来自研究的图3的一部分，用不同根瘤菌菌株在L. burttii上形成的粉红色结节的代表性图像描绘了结节的组织学。资料来源:Mohammad Zarrabian, Jesús Montiel, Niels Sandal, Shaun Ferguson, Haojie Jin, Yen-Yu Lin, Verena Klingl, Macarena Marín, Euan K. James, Martin Parniske, Jens Stougaard和Stig U. Andersen

虽然人类之间的滥交经常被鄙视，但共生性的滥交可能是其他物种之间优秀团队合作的标志。植物，尤其是豆科植物，通过与土壤细菌(通常称为根瘤菌)的相互作用而茁壮生长。成功的相互作用最终形成根瘤，根瘤菌在根瘤中为植物提供氮。这种联系依赖于复杂的化学对话，这限制了植物和细菌的兼容性。然而，共生乱交的例外情况可能发生，某些豆科植物可以发展出具有不同根瘤菌的固氮结节。

奥胡斯大学的Mohammad Zarrabian和他的同事最近在分子植物-微生物相互作用上发表了一项研究，他们在豆科植物Lotus burttii上发现了这样一个例子。虽然与莲叶有密切关系的莲叶只有两个菌株形成了结节，但研究人员发现，由于L. burttii基因组中的一个区域或位点，L. burttii可以用多达30种不同的根瘤菌菌株形成结节(被细菌正确定植)。

这种不受根瘤菌品系影响的异常共生杂乱性表明，该位点含有有关豆科植物-根瘤菌共生的遗传元素的宝贵信息。在这种背景下，研究主要集中在细菌的角度，但从植物的角度分析揭示了L. burttii根瘤菌相容性的关键遗传区域。

根据通讯作者Stig U. Andersen的说法，这项研究中的遗传分析可以通过共生关系自然促进作物生长来改善作物。“我们的研究为理解豆科植物共生乱交的遗传学奠定了基础，”安德森评论道。“这可以使作物的发展更喜欢特定的共生体或能够与广泛的共生体相互作用，这取决于在特定的农业系统中需要什么。”

本研究揭示了豆科植物与根瘤菌在寄主范围和共生相互作用结果方面的显著多样性，为进一步挖掘和栽培提供了有利的研究领域。

更多信息:Mohammad Zarrabian等人，一个混杂位点赋予荷花结瘤与五个不同属的根瘤菌，分子植物-微生物相互作用®(2022)。DOI: 10.1094 / mpmi - 06 - 22 - 0124 - r

由美国植物病理学学会提供