小型微生物在农业中刺激“新思想”

在广阔的领域，整个地板都掩盖了一个奇妙的微观世界，许多微生物。尽管它们对肉眼看不见，但它们是无形的农作物“保护性”，并且在农业部门起着非常重要的作用。近年来，微生物研究已经进入了一个新的发展阶段，尤其是在探索土壤的微生物群落以及植物与微生物之间的相互作用方面，这为现代农业的发展提供了重大支持。在有效生产的双重压力和保护全球农业环境的背景下，微生物正在改变传统的农业生产模型，并提供了解决许多问题的新思想。 找到收获的“第二基因组” 微生物是一种尺寸较小和简单结构的生物，其中包括细菌，洪戈斯，病毒等。这些广泛存在，包括土壤，水，空气，当然还有农作物根际的土壤。这些微生物令人难以置信，一克土壤可以包含数十亿个微生物细胞。他们编码的基因组信息大约是植物本身的数十倍，被称为作物的“第二基因组”。 长期以来，人类对土壤微生物的理解仍然处于“黑匣子”状态。因为很难在实验室中培养大量的微生物，所以不可能获得功能性能，并且在农业生产中更难使用。但是，技术的持续创新允许隔离和种植高性能微生物。可以研究越来越多的微生物，并研究紧急情况。 那么，应解决哪些问题以获取复杂环境的这些微生物资源？有两个主要挑战。一种是获得大量可耕种单个ST的方法蔬菜微生物群落的降雨。另一种是检测这些菌株并精确识别物种的一种方法。 目前，这两个问题都有解决方案。简而言之，第一个问题的解决方案是通过使用各种不同的细菌手段稀释根际的微生物基团，将大量独特和可栽培的细菌悬浮液分开。每个孤立的细菌悬浮液都会收到一个标签，用于随后的区别和监测。为了解决第二个问题，所有细菌悬浮液的相应序列标签和物种都需要高性能测序技术来恢复信息。在跟踪这些礼节时，可以检测几种独特的和潜在的菌株，并绘制更多的基因组序列及其完整的基因组信息。 累积了将近十年后，我国家的科学研究团队继续采取行动，完成了一个涵盖米饭，小麦，玉米等基本食品作物的模拟真菌资源图书馆还有10多种经济作物，例如番茄和苜蓿，提供了详细的基因组图。这些资源不仅为该领域的研究提供了丰富的基础，而且还为新的农业技术的未来发展（例如个性化的受精和个性化的微生物剂）感到稳固。在农业土地管理中，“取决于经验和日常生活”的传统施肥和医学应用逐渐被科学决策所取代，以“参见基因和微生物”。 多功能伙伴疾病 微生物在农业中的劳动使用比我们想象的要强大得多。 微生物是农作物的“营养学家”。通过分解很难直接用于植物的土壤滋养型，例如有机物，氧化物和不溶性盐，成为离子态，从而增加了氮，磷，磷和植物的铁等营养素的吸收。同时，微型生物也可以与植物根部形成共生关系。这些微生物就像在蚂蚁菌落中工作的蚂蚁一样，为女王蚂蚁（植物）提供更多营养，帮助植物更有效地吸收这些营养。例如，具有共生豆类的根茎可以将大气氮转化为可用于植物的氮，这可以大大改善土壤的生育能力。独立大米和japonicus cariac的两个亚种在使用氮的效率上有显着差异，而与氮循环相关的更多微生物基团的Indecus根系。这些微生物帮助大米在土壤中使用有机氮。这可能是Indie Caraci使用氮肥的效率要比日本Caraci更高的关键原因之一。 除了帮助植物吸收养分外，微生物还可以增加植物对逆境的抵抗力。干旱，盐水溶液，希格H敌对环境（例如温暖，一些特定的微生物）有助于植物调节生理代谢，改善压力抗性并更好地适应环境变化。此外，微生物也可以成为植物的“保护因子”，以帮助植物抵抗侵袭诸如治疗疾病，绿色锤病，根腐和其他常见农业疾病等疾病。通过争夺营养和抗菌物质，它们抑制了致病细菌的生长和繁殖，从而降低了疾病的发病率，提高了农作物对硬环境的适应性，从而为农业生产提供了有效的策略，并能够处理越来越频繁和极端的气候。也许在不久的将来，这些菌株可以为农作物增加“环境保险”，并在非控制环境中提高农作物自我保护能力，以减少农业生产的损失。 微生物也发挥了意想不到的ROLE改善农作物的质量和性能。过去观察到的一些高质量的作物表型主要来自微生物的作用。例如，在激活大豆相关的遗传途径并提高大豆的质量时，高油大豆品种的根际通过促进种子油和脂肪的积累来富含大量的米斯利亚细菌。这可能是将这种品种添加到好基因中的另一个重要原因。此外，与特定微生物相对应的小分子的迹象直接影响植物的生长和发育，这会导致农作物产量更高。例如，属于水稻根际的微薄的菌株可以调节自然田的耕作层。合成环虫周期（LEU-PRO）可以作用于水稻中的激素受体，模拟农作物中的内源性信号，因此调节耕作型水稻表型。这些发现提供了Nuevas ID通过调节微生物瘤而不是依赖于长期循环的传统策略，可以通过调节微生物瘤来优化现有品种的特性，以改善农作物质量和改善每个区域单元的性能。 可持续农业发展的新讲话 科学和技术的持续进展也将加深我们对微生物的理解。他们在农业生产中具有巨大的潜力，并带来了相关行业。广泛的开发空间。 一方面，它使用微生物的功能性能更加精确和稳定。它可以发展高效且在环境上尊重的农业微生物剂。当整合多种功能细菌的性质时，具有广泛功能的复杂细菌剂。细菌微生物可以在室外环境中进行稳定的功能生产，并彻底促进作物生长。 此外，根据不同农作物的不同需求或同一农作物的开发时期，有益的微生物取决于目标，调节土壤生育能力，增强对植物压力，生长和发展过程的耐受性，实现高性能目标，稳定的绩效和高质量的农业生产。与传统的“肥料 +农药”生产模型不同，有益微生物的应用大大减少了负面的环境影响，同时提高了农作物的性能和质量。这种方法通过管理较高的资源并降低环境成本来促进绿色和可持续的农业。 另一方面，可以研究微生物与PU植物之间的相互作用，可以揭示植物主动形成根际微生态的机制。例如，植物根释放特殊的二级代谢产物，例如三萜和香豆素。这些化合物具有效果“选择性食品”的CT，可以促进有益细菌的生长并抑制潜在有害细菌的定殖。微生物瘤可以通过指导植物自己的代谢途径来间接调节微生物瘤，以实现更安全，污染较少的农业生产。 此外，微生物在预防和控制农业疾病方面具有巨大的潜力。通过挖掘“暗物质”微生物，我们发现了具有抗溶剂和抗昆虫功能的更多有益化合物，为预防和控制农业疾病提供了新的思想和方法。例如，显着抑制小麦的jiberian的有益菌株可以准确破坏致病真菌的细胞膜并分泌Herbicoline A，这种物质具有强大的预防疾病潜力。这些成就不仅扩大了预防和控制农业疾病的方式，而且还为T提供了“原材料图书馆”他开发了新的微生物药物和农业合成生物技术，开辟了用于在农业中应用微生物的新领域。 在全球范围内，随着农业的加速绿色转变，微生物技术的研究和开发和应用已成为农业科学技术创新的重要驱动力。作者的团队在十年的研究中一直在不断工作。系统地促进了我国根际小体微生物研究资源的建设，功能分析以及“第二基因组”的应用转换的系统过程，并为国家农业绿色发展策略和种子工业的恢复提供了重大的科学和技术支持。 研究这些微生物的目的是使农业更科学地施肥，减少害虫和疾病，并允许农业真正实现高效和可持续的结果。随着绿色替代品和种子来源创新的全球关注，微生物研究正成为农业科学技术的新生长极。随着绿色农业的持续设计，体重减轻和效率的提高以及种子行业的进步，对农作物的“第二基因组”的研究不仅是科学家的兴趣，而且是对国家的战略需求。 从卷曲的Sferas到大型领域，从实验室数据到MU的改进，这项研究正在改变您和您和我的餐桌中农业的思考方式和稻碗的来源。方法。 （作者：北京大学生命科学学院的研究人员Bai Yang） （编辑：Li Yihuan，Sun Jing） 分享以向更多人展示