請細菌來當植物“保鏢”提高作物適應能力

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當種子發芽時，微生物能同時開發作物并為作物提供營養物質，促進其生長，防止病蟲害，減少對作物的壓力，提高作物適應能力。

真菌（立枯絲核菌）是隱形的枯萎病，只有在甜菜或玉米豐收之前的很短時間里，才會在其根部以可見形態成群出現。真菌腐敗病從種植季節的初期開始，由內而外發展，而且只有在秋季可見，摧毀了作物豐收的可能性。

很多媒體都報道過，作物連年歉收是因為受到害蟲和病原體的攻擊，盡管人們試圖用農藥和殺蟲劑控制它們。使用諸如新煙堿類殺蟲劑導致蜜蜂等昆蟲死亡的事件，進一步加劇了作物歉收的情況。

“在更極端的環境條件下，如天氣炎熱期、干旱或洪澇災害時，要考慮單獨使用農藥或殺蟲劑造成的作物損害程度。”奧地利工業生物技術中心（ACIB）研究員Christin Zachow說道。

ACIB正在完善可以使“化學霧劑法”逐漸廢棄并退出使用的保護措施。目前正在進行的一項研究項目涉及生物植物保護，其中可將微生物（細菌）作為玉米、油菜、番茄、高粱、甜菜種子的“保鏢”進行安全護衛工作。基本原則是讓特殊細菌與田里的作物種子結合。

ACIB力圖促進微生物性能的增長：當種子發芽時，微生物能同時開發作物并為作物提供營養物質，促進其生長，防止病蟲害，減少對作物的壓力，提高作物適應能力。

“作物面臨著來自氣候變化、干旱、高鹽土壤的挑戰。作為單一栽培的結果，作物營養素缺乏現象也會出現。”Zachow表示。2011年以來，他一直從事該項目的研究，并與此研究領域內的先驅、格拉茨科技大學環境生物技術研究所的Gabriele Berg教授合作。

他們的首要任務是找到能適應極端環境條件的細菌。每種植物都需要特定的細菌，每種土壤類型都習慣于特定的細菌。例如，在苔蘚和地衣區域中進行的科研發現，前者能容忍酸性pH值和營養不足，后者則接受紫外線照射和干旱條件。

“細菌促進作物生長，是要經過確認、特性描述和抗壓性測驗的。”Zachow說， “我們想知道哪些基因在特定環境條件下才能激活，以確保細菌能夠與當地的作物進行理想匹配。”

當一類有希望的細菌種群被發現時，它們就由研究人員進行優化提升，這樣微生物才能在他們給出的特定環境下成為最優勝出者。假單胞菌和嗜根寡養單胞菌細菌種群就是這樣被成功發現并記錄下來的。

寡養單胞菌導致了烏茲別克斯坦含鹽草原上作物生長的巨大爆發（300%以上沒有微生物處理），假單胞菌在ACIB工業合作方——德國KWS SAAT SE甜菜試驗田里制造了類似的積極影響。5家工業企業目前正在參與這項研究項目。

完成初步調查后，目標細菌已經和它們的潛在寄主植物進入互動狀態。Zachow表示，“植物正是通過尋找這種類型的細菌來促進自身完美生長。”細菌與寄主的互相作用在人體腸道內也是類似的：一個特定的菌群有益于人體健康。