傳統化肥的替代品：真菌可以操縱細菌使土壤富含營養物質_風聞

研究人員發現了一組土壤細菌，它們可以替代傳統的化肥來肥沃土壤並提高作物產量。來自博伊斯-湯普森研究所（BTI）的一個研究小組發現了一個獨特的細菌羣，它們可能幫助真菌和植物獲得土壤養分。這一發現可能為富集土壤和提高作物產量的成本效益和生態友好的方法指明方向，減少農民對傳統肥料的依賴。

研究人員知道，假絲酵母（AM）真菌與所有陸地植物中70%的根部建立了共生關係。在這種關係中，植物用脂肪酸交換真菌的氮和磷。然而，AM真菌缺乏從複雜有機分子中釋放氮和磷所需的酶。

由BTI的William H. Crocker教授Maria Harrison領導的BTI科學家三人組，想知道其他土壤微生物是否可能幫助真菌獲得這些營養。在研究這種可能性的第一步，該團隊調查了AM真菌是否與一個特定的細菌羣落相關聯。這項研究在最近發表於《ISME雜誌》的一篇論文中進行了描述。

臂狀菌根真菌將被稱為菌絲的長絲狀結構遠遠地延伸到土壤中。這些比人的頭髮還小的菌絲培養了它們自己的微生物羣

該團隊研究了生活在被稱為菌絲的長絲狀結構表面的細菌，這些真菌將菌絲延伸到遠離其宿主植物的土壤中。在兩種真菌的菌絲上，研究小組發現了高度相似的細菌羣落，其組成與周圍土壤中的細菌不同。

哈里森説：“這告訴我們，就像人類的腸道或植物的根部一樣，AM真菌的菌絲有它們自己獨特的微生物羣，“他也是康奈爾大學綜合植物科學學院的兼職教授。“我們已經在測試一些有趣的預測，即這些細菌可能會做什麼，比如幫助獲取磷酸鹽。”

她補充説：“如果我們是對的，那麼為這些細菌富集土壤可以提高作物產量，並最終減少對傳統肥料的需求及其相關成本和環境影響。“她在這項研究中的合作研究者是前BTI科學家Bryan Emmett和Véronique Lévesque-Tremblay。

在這項研究中，研究小組使用了兩種AM真菌，Glomus versiforme和Rhizophagus irregularis，並在三種不同類型的土壤中與Brachypodium distachyon（一種與小麥有關的草種）共生。在讓真菌與草生長長達65天后，研究人員使用基因測序來識別粘附在菌絲表面的細菌。

臂狀菌根真菌向土壤中延伸出長絲狀結構，稱為菌絲。這些比人的頭髮還小的菌絲培養了它們自己的微生物羣

研究小組發現，這兩種真菌的細菌羣落的構成有顯著的一致性。這些羣落在所有三種土壤類型中都是相似的，但與遠離絲狀物的土壤中發現的羣落非常不同。哈里森説，這些細菌的功能還不清楚，但是它們的組成已經引發了一些有趣的可能性。

哈里森的研究小組正在調查控制哪些細菌聚集在菌絲上的因素。哈里森認為AM真菌可能會分泌出吸引這些細菌的分子，反過來，細菌羣落可能會影響真菌分泌的分子。

在菌絲微生物羣中，有Myxococcales和其他分類羣的成員，其中包括 “細菌捕食者”，它們通過使其他細菌爆裂並釋放其內容物來殺死和吃掉它們。

“這些捕食者通過沿着表面滑行移動，因此 “真菌絲可以作為線性進食通道，“埃米特説，他目前是美國農業部在愛荷華州埃姆斯的農業研究服務處的一名研究微生物學家。“許多土壤細菌似乎沿着土壤中的真菌菌絲旅行，而這些捕食者可能使其成為一個更加危險的旅程。 雖然不是這些菌絲上的每一個成員都可能是捕食者，但哈里森的研究小組計劃調查這些假定的捕食者是如何以及為什麼在那裏聚集。有可能捕食性細菌的行為使周圍土壤中的每個人--捕食者和真菌--都能獲得礦物營養。