ارتباط رشد و سلامت گیاه با میکروبیوم ریشه

منتشر شده در یکشنبه, 18 اسفند 1398 21:17

تحقیقات جدید نشان می‌دهد همانطور که میکروارگانیسم‌ها در روده جانوران در سلامت آنها نقش دارند، به همان اندازه برای رشد و سلامت گیاهان نیز حیاتی هستند. میکروبیوم ریشه گیاه، جامعه منحصر به فردی از میکروارگانیسم‌ها است که درون یا بیرون ریشه‌های گیاه زندگی می‌کند. میکروبیوم ریشه رابط بین گیاه و جهان و مسئول عملکردهای مهم مانند جذب مواد مغذی و سیگنال‌های مهم برای رشد است و لذا نقش مهمی در تغذیه، رشد و ایمنی گیاهان ایفا می‌کند. برای مثال، گیاهانی که قادر به استفاده از برخی باکتری‌ها در میکروبیوم ریشه خود هستند نسبت به همتایان خود به خشکی بسیار مقاوم‌ترند.

در این تحقیق Fitzpatrick و همکارانش بذر ۳۰ گونه گیاهی نهاندانه را در ترکیب خاک یکسان، در آزمایشگاه کشت داده و آنها را برای یک دوره کامل رشد (۱۶ هفته) هم در شرایط مطلوب و هم در شرایط خشکی پرورش دادند.

در این مطالعه میکروبیوم به دو بخش اندوسفر (میکروب‌هایی که درون ریشه زندگی می‌کنند) و ریزوسفر (میکروب‌هایی که در خاک اطراف ریشه زندگی می‌کنند) تقسیم و تشابهات و تفاوت‌های میان میکروبیوم ریشه‌های گونه‌های گیاهی مختلف میزبان بررسی شد.

در میان این ۳۰ گونه، تنوع میکروبی وجود داشت. البته گونه‌های مرتبط تشابه میکروبی بیشتری نشان دادند. تشابه بیشتر در میکروبیولوژی ریشه در میان گونه‌های گیاهی میزبان، منجر به کاهش عملکرد گیاهان شد. این تحقیق نشان داد که تکامل در میان گونه‌های گیاهی، تنوع و ترکیب میکروبی ریشه را متأثر می‌کند.

علاوه بر این، خشکی ترکیب میکروبیوم ریشه را تغییر می‌دهد. تغییر در فراوانی نسبی برخی از تاکسون‌های باکتریایی مثل اکتینوباکترها با تحمل به خشکی در گیاهان مرتبط است. اگر گیاهان قادر به غنی کردن میکروبیوم ریشه‌های خود با اکتینوباکترها باشند، در شرایط خشکی بسیار بهتر رشد می‌کنند. پاسخ به خشکی در میان گونه‌های گیاهی متفاوت است و تغییر در فراوانی نسبی استرپتومایس‌های اندوسفری با تحمل خشکی در میزبان ارتباط دارد.

این مطالعه که در Proceedings of the National Academy of Sciences منتشر شده است، بیانگر نقش بالقوه جوامع میکروبی در برهم‌کنش بین گیاه میزبان و محیط زنده و غیرزنده آن و عملکرد گیاه در پاسخ به تنش‌های محیطی است. از آنجایی که تلاش‌های فعلی برای مقابله با این تنش‌ها گران است یا عمر کوتاهی دارد یا برای محیط زیست زیان‌آور است، اگر بتوان تعاملات و برهم‌کنش‌های طبیعی موجود را برای این هدف به کار گرفت، پیشرفت خوبی خواهد بود. لذا این تحقیق به کشاورزان کمک می‌کند تا محصولات خود را در شرایط تنش مثل خشکی بهتر رشد دهند.

ترجمه و تلخیص: سارا هجری

به سفارش مرکز جامع اطلاع رسانی زیست فناوری کشاورزی

کارگروه کشاورزی ستاد توسعه زیست فناوری

منبع