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研究人员发现了一种生物机制，使植物根系更欢迎有益的土壤微生物。
研究人员发现了一种生物机制，使植物根系更欢迎有益的土壤微生物。
约翰英纳斯中心研究人员的这一发现为更环保的农业实践铺平了道路，有可能使农民使用更少的肥料。
大多数主要作物的生产依赖于硝酸盐和磷肥，但过度使用肥料会损害环境。
如果我们能够利用植物根系和土壤微生物之间的互利关系来增强养分吸收，那么我们就有可能减少无机肥料的使用。
Myriam Charpentier博士小组的研究人员发现，豆科植物紫花苜蓿（Medicago truncatula）的一个基因发生了突变，该基因重新编程了植物的信号传输能力，从而增强了与固氮细菌根瘤菌和丛枝菌根真菌（AMF）的合作关系，这些细菌为根部提供磷。
这种类型的伙伴关系被称为内共生，一种生物体存在于另一种生物体中，使豆科植物能够通过微生物从土壤中吸收营养，以换取糖。
在农业中广泛使用内共生伙伴关系的一个障碍是，它们优先发生在营养贫乏的土壤中，与集约化农业的条件相冲突。
在这项发表在《自然》杂志上的研究中，实验表明，钙信号通路的基因突变增强了农业条件下的内共生。
令人兴奋的是，研究小组利用遗传方法表明，小麦中相同的基因突变也增强了固氮细菌和AMF在田间条件下的定植。
长期以来，人们一直希望利用增强的内共生伙伴关系作为主要作物（包括谷物和豆类）无机肥料的天然替代品，这一发现代表了一个令人兴奋的突破。
“我们的发现对推进可持续农业具有巨大的潜力。我们发现的突变增强了农业条件下的内共生，这是出乎意料和令人兴奋的，因为它提供了利用内共生菌和减少无机肥料使用的可持续作物生产的潜力，”Charpentier博士说。
“这一发现对钙信号的研究有广泛的贡献，同时也为经济上重要的作物的可持续生产提供了一个过渡解决方案。”
Charpentier小组先前的研究表明，根细胞核中的钙信号对于与有用的固氮细菌和AMF建立根内共生是必不可少的。
这项研究破译了关键的信号机制，展示了钙振荡如何调节一种叫做类黄酮的化合物的产生，这种化合物可以增强内共生。
“我们的发现强调了基础科学在解决社会挑战方面的重要性，”Charpentier博士总结道。
根内共生对植物非常有益，增加了植物对养分的吸收和抗逆性。越来越需要开发高产、抗病作物和减少化肥的使用，以保护环境并降低农民的成本。
通过改善与共生微生物的联系，将抗病性和气候适应能力与有效的养分同化结合起来，是实现这一目标的关键要素。
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