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新发现!这种真菌可以低成本解决土地盐碱化问题

北极星环境修复网  来源:土巴研究院    2019/11/21 16:52:41  我要投稿  

北极星环境修复网讯:人们常说,土质的好坏会影响植株的生长。越是肥沃的土壤,其种出的作物收成往往越是喜人。但是,并不是所有的土壤都适宜种植植物,比如盐碱化土地,就会造成农作物减产甚至绝产。

为了解决这一问题,全世界的科学家们都做出了很多的尝试和努力。近日,来自阿卜杜拉国王科技大学HeribertHirt课题组的研究人员在《Scientia Horticulturae》杂志上就发表了一篇文章,论述了他们最新的研究成果。

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论文题目:Piriformospora indica alters Na+/K+ homeostasis, antioxidant enzymes and LeNHX1 expression of greenhouse tomato grown under salt stress

在实验过程中,为了模拟自然状态下植物在盐碱土中的生长情况,科学家将无土栽培番茄植株暴露于浓度为200 mM NaCl (盐)溶液中达一个月之久。这是什么概念呢,给大家举两个例子类比一下:

200mM NaCl (盐)溶液就是1.17%的NaCl 溶液,这可了不得,名震海外的海水稻最多也就能耐受0.6%的盐溶液。而我们常用的番茄栽培品种对盐类非常敏感(这也就是为什么盐碱地长不了番茄,未经脱盐处理的鸡粪不能用于番茄种植田),一般在50 mM NaCl下其种子发芽率就会减少,150 mM NaCl下幼苗的生长就会受到严重抑制。

既然如此,这些番茄为什么还能长得这么好呢?因为在番茄根部接种了真菌——印度梨形孢Piriformospora indica!印度梨形孢是一种植物根部内生真菌,最早在印度沙漠的灌木根上被分离出来,它能定殖于包括单子叶植物和双子叶植物在内的多种植物上。并且,这种菌可离体培养!以前,科学家们就发现根部有印度梨形孢的植物,更耐盐、更抗旱、更抗病,吸收养分的能力也更高!

本实验中,科学家以纯水作为对照,之后观察并测定在两种处理下,番茄的生长发育和一系列生理生化指标变化情况,以期进一步说明这种菌对植物的作用机理。

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结果发现:根部有印度梨形孢的番茄肉眼可见的发生了一些变化,比如根部和枝条的分枝数、植株的鲜重和干重、果实的产量等都有提高,完美符合人们对于植物要又高又壮结果子多的期望。

番茄根部的印度梨形孢菌丝.jpg

番茄根部的印度梨形孢菌丝

实验组和对照组番茄植株的情况对比.jpg

实验组和对照组番茄植株的情况对比

研究人员又测定了一些更有代表性的生理生化指标,如番茄叶片中的叶绿素b、生长素、减少氧化损失的抗氧化酶(过氧化氢酶、超氧化物歧化酶、抗坏血酸过氧化物酶)等活性水平也都明显增加。相反的,植物在高盐情况下会大量积累的脯氨酸和脱落酸的含量却显著减少。

植物在面对盐胁迫时,也会想办法自救,比如减少根和芽中钠离子的积累或者通过增加细胞内另一种离子,即钾离子的浓度来平衡进入细胞内的钠离子含量。因此,在实验中,测定根和芽中两种离子的含量就显得尤为重要。结果发现,实验组的植物,芽和根中的Na+/K+比值低于对照组的植物。这也进一步说明即使在高盐情况下,印度梨形孢也确实可以帮助番茄植株抵抗逆境,重获生机。

本文发表之后,就连《Science》杂志也发表了在线评论,认为向土壤中添加真菌可能是应对全世界土地盐碱化的一种低成本方法。

原标题:一菌在根,练就金刚之身!科学家发现对抗盐碱化土地的新方法!| 科普

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