stringtranslate.com

Почвы, подавляющие болезни

Почвы, подавляющие болезни, функционируют для предотвращения появления патогенов в ризосфере растений. Эти почвы развиваются посредством появления полезных микробов, известных как ризобактерии, способствующие росту растений (PGPR), в ризосфере корней растений. [1] Эти мутуалистические микробы функционируют для улучшения здоровья растений, борясь с вредными почвенными микробами либо напрямую, либо косвенно. Поскольку полезные бактерии занимают пространство вокруг корней растений, они вытесняют вредных патогенов, выделяя патогенные подавляющие метаболиты.

PGPR и вредные почвенные микробы

Ризобактерии, способствующие росту растений, — это бактерии, способствующие росту растений посредством фиксации азота , выработки гормонов роста или даже подавления патогенов. [2] Различные роды PGPR обеспечивают широкий спектр функций, которые напрямую улучшают здоровье растений. Бактерии родов Rhizobium и Mesorhizobium работают над фиксацией азота в пригодной для использования форме. [3] Actinomyces и Azospirillum вырабатывают гормоны роста, которые усиливают рост корней и поглощение питательных веществ. [4]

В то время как многие из этих родов напрямую улучшают здоровье растений, некоторые PGPR способствуют здоровью растений косвенно, подавляя патогены. [5] Патогенные грибы создают комплекс гиф , которые мигрируют через почву. Когда эти грибы достигают ризосферы, они выделяют ферменты, которые разрушают клеточную стенку клеток корней растений. Это позволяет им проникать в растение-хозяина и заражать его, а также предотвращать поглощение питательных веществ. Полезные Pseudomonas и Bacillus производят подавляющие грибы метаболиты, которые разрушают эти мигрирующие грибковые гифы . [1] Со временем растения способны создавать подавляющие болезни почвы в ответ на эти патогены за счет увеличения обилия этих PGPR в своей ризосферной области.

Создание подавляющих почв

Растения реагируют на патогены, привлекая PGPR в свою корневую ризосферу из основной массы почвы, чтобы заполнить ее и предотвратить закрепление патогена. Это в конечном итоге приводит к развитию почв, подавляющих болезни. PGPR привлекаются посредством естественного высвобождения растительных экссудатов из корневых клеток, когда они продвигаются через почву. [6] Различные виды растений выделяют различные экссудаты и, следовательно, привлекают различные микробные сообщества в свою ризосферу из микробов, уже присутствующих в окружающей основной массе почвы. [7]

Если в почве отсутствует полезный род микробов, растения не могут использовать его в качестве защиты. Таким образом, подавляющие почвы являются функцией микробов, уже присутствующих в почве и способных быть привлеченными. Создание этих почв должно осуществляться путем увеличения PGPR в общей массе почвы. Определенные растения способны привлекать полезные бактерии посредством секреции различных корневых выделений. [8] Большее разнообразие растений в почве приводит к большему разнообразию микробов в ризосфере и, кроме того, может привести к большему подавлению почвенных заболеваний. [9] Управление, такое как осознанный севооборот и соляризация почвы , может создавать подавляющие почвы, которые естественным образом подавляют патогены. [10]

Ссылки

  1. ^ ab Weller, DM; Raaijmakers, JM; Gardener, BB; Thomashow, LS (2002). «Микробные популяции, ответственные за специфическую супрессивность почвы к фитопатогенам». Annual Review of Phytopathology . 40 : 309–48. doi :10.1146/annurev.phyto.40.030402.110010. PMID  12147763.
  2. ^ Babalola, OO (2010). Полезные бактерии сельскохозяйственного значения. Biotechnology Letters, 32(11), 1559-1570. doi:10.1007/s10529-010-0347-0
  3. ^ Terpolilli, JJ, Hood, GA, & Poole, PS (2012). Что определяет эффективность симбиозов бобовых и ризобий, фиксирующих азот?. В Advances in microbial physiology (т. 60, стр. 325-389). Academic Press.
  4. ^ Somers, E., Vanderleyden, J., & Srinivasan, M. (2004). Бактериальная сигнализация ризосферы: парад любви под нашими ногами. Критические обзоры по микробиологии , 30 (4), 205-240.
  5. ^ Raaijmakers, JM, Paulitz, TC, Steinberg, C., Alabouvette, C., & Moënne-Loccoz, Y. (2009). Ризосфера: игровая площадка и поле битвы для почвенных патогенов и полезных микроорганизмов. Растение и почва , 321 (1-2), 341-361.
  6. ^ Линч, Дж. М. и Уиппс, Дж. М. (1990). Поток субстрата в ризосфере. Растение и почва , 129 (1), 1-10.
  7. ^ Баккер, MG, Чапарро, JM, Мантер, DK, и Виванко, JM (2015). Влияние структуры микробного сообщества почвы на микробиомы ризосферы Zea mays. Растения и почва , 392 (1-2), 115-126.
  8. ^ Баккер, MG, Мантер, DK, Шефлин, AM, Вейр, TL, и Виванко, JM (2012). Использование микробиома ризосферы посредством селекции растений и управления сельским хозяйством. Растения и почва , 360 (1-2), 1-13.
  9. ^ Латц, Э., Эйзенхауэр, Н., Ралл, Б.С., Шой, С. и Жуссе, А. (2016). Раскрытие связей между составом растительного сообщества и потенциалом почв подавлять патогены. Научные отчеты , 6 , 23584.
  10. ^ Питерс, РД, Стурц, А.В., Картер, М.Р. и Сандерсон, Дж.Б. (2003). Разработка почв, подавляющих болезни, с помощью севооборота и методов обработки почвы. Исследования почвы и обработки почвы , 72 (2), 181-192.