博彩平台推荐领导的一项对向日葵的研究表明，它们的基因与丰富的细菌有关，这些细菌与抵抗一种导致白霉菌的病原体有关

向日葵不仅是夏天美丽的象征，它们在经济上也很重要, 是世界上第四大最重要的油料作物, 新的研究表明，一些细菌可能有助于保护作物免受白霉菌的破坏.

向日葵可以收获许多产品，包括种子和油, 近年来，消费者对这些产品的需求显著增加. They may also contribute to climate resilience, researchers note, since they can adapt to various weather conditions, 向日葵芽含有促进人体健康的营养成分.

Unfortunately, like many other plants, sunflowers are susceptible to disease, which can cause significant crop losses. For example, white mold, which is caused by the fungal pathogen Sclerotinia sclerotiorum美国每年平均向日葵作物损失超过1%. 在某些情况下，它还会影响豆类、茄子、生菜、花生、土豆和大豆 destroying 100% of crops.

而管理白霉菌等疾病的方法通常集中在植物遗传学上, a study recently published in Molecular Ecology and led by University of Colorado Boulder researchers 这表明植物根部周围的微生物群落起着重要作用, too, and that plant genetic variation does, in fact, affect associated microbiomes.

Field and greenhouse experiments

这项研究包括一项温室研究和一项野外实验，研究人员使用不同品种的向日葵进行了DNA提取和测序. 每种向日葵品种的20株植物都在一块田里种植，研究人员预计这块田里会含有对向日葵有害的微生物 Sclerotinia pathogen. Some of the plants were infected, while others were not, 哪些是区分与研究相关的微生物和利用组织死亡造成的微生物的必要条件 Sclerotinia.

In the greenhouse experiment, 向日葵生长在与田间试验相同环境的土壤中, half of which had been sterilized to remove any microbes. 对这些植物进行了侵染，并对其抗病性进行了评价, 使研究人员能够确定微生物对不同品种向日葵在田间试验中所经历的结果的重要性. 如果向日葵生长在贫瘠的土壤中，那么它们对疾病的抵抗力就会降低, 这将表明这些微生物赋予了植物抗病能力.

研究人员了解到，42种微生物与疾病抵抗力有关. 温室试验表明，这些微生物对植物抗病具有重要作用, 因为在无菌土壤中的向日葵比其他同类早死19天. Next, 主要微生物的丰度与不同植物的遗传特征有关, 研究人员发现，某些基因与微生物的丰度增加相对应.

这一切都表明，不同品种的向日葵在基因上已经适应了，以增加附近土壤中有益微生物的数量，从而提高它们对白霉菌的抵抗力, the researchers concluded. 因为植物和微生物之间的联系是遗传的, 它可以遗传，因此可以通过育种培养这种抗性, among other methods.

Microbes and plant disease resistance

Before the study, 目前尚不清楚微生物群落对植物抗病性有多大影响, says Nolan Kane, a CU Boulder associate professor of ecology and evolutionary biology and noted sunflower researcher.

“当然有一些记录在案的案例表明这很重要,” he says, “but for most pathogens, plants have the right allele at this one gene, and they’ll be resistant to that pathogen, and if they don’t have the right allele, then they’ll be susceptible.

“(人类)有一个非常复杂的免疫系统，可以一直识别新的蛋白质. 植物有一个非常不同的免疫系统，通常被简化为只有一个基因来检测病原体. 如果病原体蛋白是基因可以检测到的, then the plant will be resistant, but if there’s not the right match, the plant will be susceptible.”

Unlike human immune systems, 植物的免疫系统不会记录下它们所击退的每一种微生物. 相反，它们通过特殊的受体识别与疾病相关的分子模式. 每种受体只能与特定形状的分子相互作用, which fit together like matching puzzle pieces. 一旦这种接触发生，受体发出防御反应的信号.

在凯恩和他的研究同事们研究的向日葵的例子中，至少 Sclerotinia, things are more complicated. “在这种情况下，博彩平台推荐真的认为微生物组或其他一些环境成分可能起着重要作用,” Kane says. As the researchers discovered, 4种细菌与向日葵对真菌病原菌的抗性密切相关, suggesting their intuition was correct.

However, Kane says, “有很多微生物是相互关联的,这意味着这种影响可能是整个群落的结果，而不仅仅是这四种细菌, which are called operational taxonomic units (OTUs).

Still, Kane continues, “博彩平台推荐强调的四种与病原体耐药性最密切相关, and when we control for those four, 其他相关otu均与该疾病无显著关联,尽管主要的四种细菌可能无法单独提高抗病性, 因为“很多微生物自己生长得不好, 或者当他们是自己培养的时候，就不会有同样的行为.”

Plant/microbe symbiosis

研究人员发现，这四种细菌在植物周围的土壤中越多, the better they fared against Sclerotinia sclerotiorum. So, how are plants able to take advantage of these bacteria, and what does this have to do with plant genetics?

As it turns out, 植物可以在根部周围的土壤中培育出有益的微生物群落, which is known as the rhizosphere.

“In general, 植物可以分泌一些化合物来抑制某些微生物或促进它们的生长,” Kane explains. Photosynthesis, 植物将光转化为可用能量的过程, 产生大量碳水化合物分子，如糖和淀粉. For this reason, Kane says, “它们与微生物的很多相互作用都涉及植物提供的糖或碳水化合物, 植物通过获得氮或其他它们需要的东西而受益.”

植物与真菌有类似的共生关系，它们从促进真菌中获益. 氮只是植物从它们的共生关系中获得好处的一个例子:“在博彩平台推荐的研究中, we don’t know that it’s necessarily the same mechanism, 但很可能是某种根部分泌物塑造了微生物群,” Kane says. “That’s one of the key mechanisms plants use.”

植物与根际微生物相互作用的方式取决于它们的基因. For this reason, 研究人员能够将这四种细菌与向日葵遗传密码的特定部分联系起来.

Associations with microbes

The study had other significant findings as well. 结果显示，40个向日葵样本中有4个具有抗性 Sclerotinia even without the protection of helpful bacteria. 它们在无菌土壤中的表现确实不如有细菌的土壤，但明显好于其他样品.

“这可能是某种以保护性方式对病原体作出反应的能力,” Kane says. “博彩平台推荐还不知道这是否会是一个有用的繁殖目标，因为可能会有权衡, 或者在正常情况下，它可能只有有限的保护作用，甚至没有保护作用.“尽管如此，”它确实表明，整个故事不仅仅是微生物. 有一个重要的组成部分，即使它较小，与固有的植物遗传有关.”

这项研究激发了博彩app推荐与微生物共生的成本和收益的进一步问题, 共生变异的分子机制及基因型与环境因子相互作用的意义. 凯恩说，他和他的研究同事“正在美国各地更多样化的环境中研究这些线路中的一些.S. 并试图确定这些微生物联系是否在广泛的环境中非常普遍, or if they’re very specific to just one environment.”

因为这些研究是在农民的田地里进行的, 被检测的植物不会暴露在病原体中. 凯恩说，相反，研究人员将把重点放在植物与微生物的关系上.

Similarly, 凯恩说:“在这么多不同的微生物中看到这种遗传效应真的很令人兴奋，因为这表明博彩平台推荐在这项研究中使用的向日葵有一些有趣的变异，可能与博彩平台推荐没有看到的各种不同特征有关。, 但在未来的工作中，这将是非常令人兴奋的.”

许多作物在育种过程中失去了一些微生物关联, Kane says, but that wasn’t an issue with the study’s population, making it potentially valuable for future research.

最近发表的这项研究仍然为如何利用微生物的关联来保护植物本身提供了一个思路, though. 要做到这一点，最直接的方法是通过选择性地培育与根际有益微生物丰度增加相对应的基因的植物.

“In addition to the breeding,” Kane explains, “不同的农业实践和环境实践可以促进有益的社区或抑制有害的社区.“在有用微生物还不存在的情况下, applying them to fields could be important, too. 凯恩说:“这可能是这些不同事物中不止一种的结合. 一些生物技术公司已经在为某些作物研制有益微生物的“混合物”, 哪一种可以应用于田间或涂在植物种子上.

This study “could help, certainly with sunflower breeding,” Kane concludes, 但也“帮助博彩平台推荐了解如何更有效地繁殖其他物种, 还有一些基础科学，不仅仅是植物如何与环境相互作用, 但土壤下的整个群落是如何影响这种相互作用的.”

Kane’s co-researchers include Cloe Pogoda, Kyle Keepers, Stephen Reinert, Ziv Attia, Jason Corwin, Erin Collier-zans and Alisha Quandt of the CU Boulder Department of Ecology and Evolutionary Biology; as well as Zahirul Talukder, Brian Smart, Kennedy Money, William Underwood and Thomas Gulya and Brent Hulke.

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