Review-Artikel diskutiert mögliche Rolle, Vorteile von Nicht-Rhizobien in Wurzelknötchen von Hülsenfrüchten

Anonim

Viele Jahre lang wurde geglaubt, dass die einzigen stickstofffixierenden Organismen von Legumenknollen Rhizobien sind. Es gibt jedoch eine auffallend vielfältige Population von Nicht-Rhizobienbakterien, die oft in Knötchen gefunden werden, die aus dem Boden stammen, was ein komplexes Phytomikrobiom enthüllt, dessen Interaktionen wahrscheinlich das Verhalten und die Fitness der Wirtspflanze beeinflussen.

Bis heute wurden relativ wenige Studien über die Funktion dieser anderen Knötchen-assoziierten Bakterien in Knötchen durchgeführt. Aber sind sie in irgendeiner Weise verantwortlich für irgendwelche Vorteile für die Rhizobium-Leguminosen-Stickstoff-fixierende Symbiose, oder sind sie Parasiten / Saprophyten, Kontaminanten oder Kommensale? Es sind diese und ähnliche Fragen, die Drs. Pilar Martínez-Hidalgo und Ann M. Hirsch von der Universität von Kalifornien, Los Angeles (UCLA), um eine Forschungsüberprüfung durchzuführen.

Das Endergebnis ist ein umfassender Übersichtsartikel mit dem Titel "The Nodule Microbiome: N2-Fixing Rhizobia leben nicht allein."

Dieser vollständig frei zugängliche Forschungsbericht, der in Phytobiomes, einer neuen Zeitschrift der American Phytopathological Society, veröffentlicht wurde, beleuchtet verschiedene Studien aus der ganzen Welt zu diesen weniger bekannten Bakterien, die in stickstofffixierenden Knötchen leben. Es umfasst auch eine umfassende Diskussion über ihre mögliche Rolle in der Bakteriengemeinschaft und die möglichen Vorteile für die Wirtspflanze oder die rhizobialen Bewohner des Knotens.

Kurz gesagt, diese Übersicht ist eine zentrale Anlaufstelle für Forschung und Diskussion über Nicht-Rhizobien und ihre Interaktionen am Wurzelknötchen, wobei oft Literatur aus verschiedenen Ländern hervorgehoben wird, die in den USA oft nicht gesehen oder zitiert werden.

Hirsch geht davon aus, dass das Wissen aus diesem Review eines Tages zu Strategien des Anbaus führen kann, die den Einsatz dieser Nicht-Rhizobienbakterien nicht nur als Elite-Bioinokulantien, sondern vor allem auch in Kombination mit einer optimalen Rhizobie beinhalten. Dieser Ansatz kann die rhizobiale Leistung oder Persistenz verbessern, zu neuen kulturellen Praktiken führen, die die Produktion von biologischem Anbau fördern und die Verwendung von chemischen Düngemitteln und Pestiziden verringern, und den Boden des Planeten vor einer weiteren Verschlechterung bewahren.

"Es ist ein Paradigmenwechsel, dass die meisten Menschen die stickstofffixierende Symbiose (den Knoten) nicht als ein Multi-Organismen-Phänomen betrachten", sagt Hirsch. "Obwohl viele dieser Knollenbewohner nicht in der Lage sind, Stickstoff zu fixieren, haben sie das Potenzial, das Überleben von Leguminosen zu verbessern, besonders unter Umweltstressbedingungen."

Darüber hinaus hofft Hirsch, dass dieser Artikel Forscher ermutigen wird, ihre Voreingenommenheit zu beurteilen, wenn sie die Interaktionen von Organismen innerhalb des Mikrobioms der Pflanze betrachten. "Die Interaktionen zwischen Organismen sind in der Regel die Ökologen", sagte Hirsch. "Mit dem Aufkommen des Wissens aus dem menschlichen Genom lernen Molekularbiologen, Genetiker, Mikrobiologen und andere Wissenschaftler in Medizin und Landwirtschaft, dass alles miteinander verbunden ist."

Bei der Erörterung dieses Konzepts der Vernetzung zitierte Hirsch DH Janssen, einen bekannten Pflanzenökologen, der 1985 schrieb: "Pflanzen tragen ihren Mut nach außen."

"Er meinte die Wurzel", sagte Hirsch. "Wenn also eine Wurzel der Darm der Pflanze ist, denken wir, dass der Wurzelknötchen einem Blinddarm ähnlich ist. Wie der Blinddarm füllt der Knoten die Bakteriengemeinschaft auf, so dass während der nächsten Wachstumssaison, wenn Rhizobien die Wurzelknöllchenbildung neu initiieren Knötchen werden von den gleichen Bakterien wiederbevölkert.Diese Strategie ähnelt einem menschlichen Darm, in dem die Bakterien nacheinem schweren Durchfall oder einer Antibiotikakur ausgelöscht wurden, die Bakterien im Blinddarmbesiedeln den Darm wieder, aber denken Sie daran, dass wir es nicht sind aber sicher, wie diese anderen Nicht-Rhizobien in den Wurzelknollen gelangen und wie lange diese Gemeinschaft im Boden bestehen bleibt. "

menu
menu