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促进植物泵抗旱的细菌

2019-04-04 09:59:18 • 来源：

向土壤中添加某些类型的细菌可以通过激活根细胞中的质子泵来帮助保护植物免受干旱。已知具有促进生长特性的两种细菌改善了辣椒植物对干旱的抗性。他们通过过度激活根细胞液泡膜中存在的泵的作用来部分地实现这一点，最终促进土壤中的水分吸收。

促进植物泵抗旱的细菌

KAUST和意大利的微生物生态学家Daniele Daffonchio及其同事研究了能够赋予植物抗旱性的细菌是否会对细胞液泡质子泵产生影响，从而帮助根从土壤中吸收更多的水分。

液泡质子泵是存在于称为液泡的细胞囊泡膜中的蛋白质。这些囊泡起着各种作用，包括储存营养物质和废物。当液泡质子泵被激活时，氢离子被泵入液泡，产生电化学梯度，增加液泡内的渗透压：这促使水从土壤移动到根部。

Daffonchio和他的团队为他们的实验选择了两种细菌：Bacillus subtilisand，Paenibacillus illinoinensis。这些内生细菌生活在植物组织内，具有促进植物生长和增强其对干旱的耐受性的特性。该团队比较了在正常和干旱模拟条件下生长的辣椒植物对水分胁迫高度敏感的影响，有或没有细菌存在。

他们发现细菌成功地定植于辣椒植物的根部，增强了更强大的根系的形成，并改善了干旱条件下的光合作用。仔细观察，他们第一次发现细菌过度激活了V-PPase植物中的液泡质子泵。

“这一发现为改善植物的干旱反应开辟了新的前景，”KAUST农业生物技术专家，该研究的第一作者Ramona Marasco说。“结果表明，天然定殖植物组织的细菌可以诱导抗旱性，而不仅仅是通过遗传修饰植物，”她补充说。

Marasco解释说，许多研究都集中在基因工程品种上，这些品种对气候变化和荒漠化造成的压力具有更高的耐受性。这种耐受性也可以由细菌根共生体赋予。“我们研究的一个潜在含义是，用适当的细菌菌株定植根组织可能有助于保护灌溉用水，这是干旱地区的宝贵资源，”她说。

该团队接下来计划测试细菌是否可以赋予其他类型作物抗旱性。他们还在研究这些微生物有效先于植物生长所需的先决条件，在不同类型的土壤中茁壮成长并与其他微生物群落竞争。

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