研究称仙人掌来源真菌内生菌或可提升可可耐旱能力

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可可植物(Theobroma cacao)的豆荚被广泛用于巧克力、医药及其他产品,但其种植正受到气候变化带来的干旱加剧影响。相关情况已在哥伦比亚等可可产区显现,模型预测未来干旱压力可能进一步上升。

近期一项研究提出,真菌内生菌——寄居于植物体内且不致病的微生物——或可为提升可可耐旱性提供新思路。该研究发表于《mSphere》,研究团队将来自一种仙人掌的真菌内生菌加入生长中的可可植株土壤,并在随后施加干旱处理后观察其生理反应。

研究结果显示,接种内生菌的可可植株在干旱条件下叶片水势下降幅度较小。研究人员认为,这可能与植株对气孔导度的控制更为有效有关;气孔导度是影响光合作用的重要因素之一。上述变化被认为有助于植株在生长过程中保留更多水分。

该研究资深作者、纽约伊萨卡博伊斯汤普森研究所及哥伦比亚波哥大安第斯大学的植物病理学家Silvia Restrepo表示,气候变化正在导致许多物种消失,而这项研究展示了科学家如何借鉴其他生物在进化过程中形成的应对策略。

Restrepo长期关注从哥伦比亚极端环境中分离的真菌内生菌对受威胁作物的影响。她表示,其团队此前发现部分内生菌可促进马铃薯生长,近期也在与可可种植者合作开展耐旱相关研究。

在本次研究中,团队与合作者在哥伦比亚两个地点采集了12株仙人掌属(Stenocereus)植物的根部样本。该属植物以能在干旱炎热环境中存活著称。研究人员从样本中分离出20多种真菌内生菌,并在干旱条件下进行筛选,其中五种菌株的总生物量损失不足20%。

研究人员将筛选出的菌株加入可可植株土壤,并与未接种的对照组比较。结果显示,内生菌接种未改变植株高度,但接种组可可长出更多且更大的叶片,并在干旱后表现出更强的恢复能力。来自镰刀菌属(Fusarium)和孢霉属(Phoma)的内生菌在非干旱条件下也被观察到可促进植株生长。

Restrepo指出,内生菌增强可可耐旱性的具体机制仍不明确,但团队的分析与观察提示,内生菌可能帮助可可调节气孔开闭,从而降低水汽快速流失。

她还表示,这类内生菌在番茄、马铃薯等其他作物上的测试相对容易。与此同时,其团队正在开发基于内生菌的土壤添加剂,供农户用于提升作物在哥伦比亚及其他地区面对干旱时的抵御能力。


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