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推进有益微生物研究的新范式
日期:2017-08-15 作者:编译:龚晶 来源:农科智库 点击:
     尽管有益微生物正在成为农业中的常用工具,但是,它们在农田利用中的有效性一直不很理想,主要原因是受到真实世界环境的影响,如炎热和干旱、与其他微生物的竞争、与宿主植物的交互等。上述因素会降低微生物功能的效果,有时甚至导致微生物全部死亡。此外,土壤中发现的微生物种类庞杂,很难将最为有益的微生物分离出来加以研究,导致新的有益微生物的研发以及微生物组防治微生物感染的生态学方法(microbiome)研究进展缓慢。
    日前,《Phytobiomes》杂志发表了一篇综述文章,题为《Phytobiomes从理论到实践:基于生态与进化方面的考虑》。文中,来自德克萨斯大学综合生物系的Christine Hawkes和Elise Connor博士提出,需要应用生态学理论来加快微生物技术研究进程。Hawkes博士指出,大部分农业领域应用的植物微生物组防治微生物感染的生态学方法研究因所用生态机制的不同而互不相干。为此,他们希望能找到最基本的生态学机制,进而为推动技术研发和应用提供一个路线图。
    以内生真菌(endophytic fungi)为例,Hawkes和Connor博士尝试对生态学和进化理论进行了整合,具体内容包括:(1)应用生态位(niche)分割等过程来限制竞争性交互,并使持续性和主要效果最大化,并通过生态位可用性的时间变化等,允许在分类群和储存效用发生之前建立机制。(2)这些生态位过程如何在农田中同时作为建立和维持微生物治疗的障碍和机会。(3)实施基于生态位的微生物群治疗所面临的障碍,包括中和过程潜在的作用、技术问题和接种生产的扩大等。
    Hawkes博士指出,通过在设计治疗时考虑生态位,可以提高治疗效果和持久性。理想情况下,确定最重要的机制将使他们能够组建强大、难以入侵的治疗社区,从而能在环境波动的条件下仍产生一致的效果。他同时指出了该研究的一个主要用处,那就是有一天种植业者通过使用作物——微生物互动来取代化学投入品,进而实现农业的可持续和低投入。Hawkes博士说:“我们正进入一个微生物植物治疗的新时代,且迎来种植业生产方式的潜在变革,而这篇论文将为我们达到上述目标提供一个新的视角,即将宿主、其他微生物和环境都考虑在内的微生物生态相互作用的视角。” (来源:美国植物病理学会网站  北京市农林科学院农业信息与经济研究所报道)
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