ژن گیاهی به عنوان میکروبیوم gatekeepers

برای سلامت یک گیاه ژن را انتخاب کنید که میکروب ها را وادار به زندگی در داخل برگ های پژوهش می یابد.

این مطالعه برای اولین بار نشان می دهد یک رابطه علت و معلولی بین سلامت گیاه و مونتاژ جامعه میکروبی در phyllosphere—کل بالای سطح زمین بخش گیاهان—محققان می گویند.

این کار نشان می دهد که گیاهان و حیوانات ممکن است به اشتراک گذاری یک استراتژی مشابه به کنترل خود microbiomes.

میکروبیوم مطالعات یک موضوع داغ در سلامت انسان علم است. زمانی که دانشمندان ذکر اهمیت متعادل انسان “باکتری های روده” آنها مراجعه به میکروبیوم روده که مواد ژنتیکی از تمام میکروب ها در زندگی انسان سیستم گوارش.

“در طبیعت, گیاهان, بمباران توسط شیره ذرت در بسیاری از میکروب ها. اگر همه چیز مجاز است به رشد در گیاهان, آن را احتمالا می تواند ظروف سرباز یا مسافر.”

“زمین در مقیاس بزرگ کارخانه میکروبیوم مطالعه است که تنها حدود یک دهه پیر می گوید:” شنگ یانگ او استاد گیاه شناسی و میکروبیولوژی و ژنتیک مولکولی در دانشگاه ایالتی میشیگان. “ما می خواهیم به می دانم که اگر گیاهان نیاز به درستی مونتاژ phyllosphere میکروبیوم.

“در طبیعت, گیاهان, بمباران توسط شیره ذرت در بسیاری از میکروب ها می گوید:” او همکاری نویسنده سرب از کاغذ در طبیعت. “اگر همه چیز مجاز است به رشد در گیاهان, آن را احتمالا می تواند ظروف سرباز یا مسافر. ما می خواهیم به می دانم که اگر اعداد و انواع میکروب ماده در صورت وجود یک ترکیب کامل از میکروب است. آیا گیاهان ژنتیکی سیستم میزبان و پرورش حق میکروبیوم?”

به نظر می رسد گیاهان انجام دهد. به تازگی کشف مکانیسم شامل دو ژنتیکی شبکه. یکی شامل این گیاه سیستم ایمنی بدن و دیگر کنترل های آبرسانی سطح داخل برگ. هر دو شبکه با هم کار کنند را انتخاب کنید که میکروب های زنده ماندن در داخل برگ گیاه.

“هنگامی که ما حذف هر دو شبکه از یک گیاه ترکیب میکروبیوم داخل برگ تغییرات,” او می گوید. “اعداد و مخلوط باکتری و انواع غیر طبیعی هستند و تیم ما را می بیند علائم آسیب بافت در گیاهان است.”

“علائم مفهومی مانند کسانی که در ارتباط با بیماری التهابی روده در انسان,” او می گوید. “این احتمالا به این دلیل که ژن های درگیر باستانی هستند در شرایط تکاملی. این ژن ها در بر داشت در بسیاری از گیاهان و در حالی که حتی برخی از شباهت به کسانی که در حیوانات ایمنی است.”

به گفته دانشمندان در آزمایشگاه ممکن است این اولین بار محققان به طور رسمی توصیف dysbiosis-ارتباط بیماری در گیاه پادشاهی. این واقعیت به نظر می رسد مفهومی شبیه به سلامت انسان نشان می دهد یک فرایند اساسی در زندگی است.

سالم گیاهان در مقابل بیمار گیاهان

دلیل آن را دشوار است برای پیدا کردن علیت در میکروبیوم مطالعات است به دلیل آن است که عملا غیر ممکن است به قطع از طریق سر و صدا از شیره ذرت در بسیاری از میکروب ها.

به کار در اطراف این مشکل او را از آزمایشگاه توسعه germ-free اتاق رشد آنها تماس gnotobiotic سیستم—یک محیط برای پرورش موجودات زنده است که در آن تمام میکروارگانیسم ها هستند شناخته شده و یا حذف شدند.

“تعداد بسیار کمی از مردم شده اند استریل گیاه در استریل آلی غنی از مواد,” او می گوید. “ما سیستم با استفاده از ذغال سنگ نارس بر اساس خاک مانند بستر اساسا گلخانه گلکاری خاک. ما با استفاده از گرما و فشار به کشتن تمام میکروب در خاک و گیاهان رشد می کنند تحت این جوانه ها-رایگان بیماری است.”

محققان سپس می توانید معرفی میکروب ها در کنترل مد به این محیط.

“شما می توانید اضافه کردن یک و یا حتی یک جامعه از باکتری,” او می گوید. “در مطالعه ما ما استخراج یک جامعه از باکتری ها از dysbiotic یا بیمار گیاهان و معرفی آنها به ما گیاهان سالم و بالعکس. ما در بر داشت که هر دو ترکیب میکروبیوم و ژنتیکی گیاهی در سیستم های مورد نیاز برای سلامت گیاه.”

برای مثال یک کارخانه با معیوب ژنتیک می تواند استفاده از یک میکروبیوم پیوند از یک گیاه سالم است. این میکروبیوم به آرامی واگردانی به دولت که ناشی از بیماری است.

در انتهای دیگر یک گیاه سالم در معرض یک بیمار گیاه میکروبیوم نیز رنج می برد. اگر چه آن را به حال ژنتیکی ابزار به راست را انتخاب کنید, میکروب, میکروب در دسترس بودن محدود بود و غیر طبیعی است. گیاه نمی تواند در رفع این وضعیت است.

ژن گیاهی به عنوان gatekeepers

معلوم می شود که افزایش میکروبیوم تنوع در ارتباط با گیاه درمانی. به نحوی ژن گیاهی هستند gatekeepers را تشویق کنند که این تنوع است.

بیمار گیاهان در این مطالعه تا به حال 100 بار بیشتر میکروب ها در یک برگ در مقایسه با یک گیاه سالم است. اما جمعیت کمتر متنوع است. به کشف کردن که چرا دانشمندان آیا هزاران نفر از یک باکتری صورت آف به اذیت کردن که گونه های تهاجمی بود.

در بیمار گیاهان proteobacteria گونه—که بسیاری از آنها مضر برای گیاهان—شروع به پریدن کرد از دو سوم ترکیب سالم میکروبیوم به 96 درصد غیر طبیعی جمعیت. Fermicutes گونه های بسیاری از که ممکن است مفید برای گیاهان پایین رفت در اعداد است.

“شاید زمانی که جمعیت میکروبیوم است غیر طبیعی بالاتر است که بیمار گیاه میکروب ها از لحاظ جسمی بیش از حد به یکدیگر نزدیک است,” او می گوید. “ناگهان آنها مبارزه بر سر منابع و تهاجمی در این مورد مضر—آنهایی که متاسفانه برنده شوید. گیاهان سالم به نظر می رسد برای جلوگیری از این تصاحب از اتفاق می افتد.”

تنوع پشتیبانی از گیاهان سالم

محققان می گویند این است که در عین حال یک مثال دیگر چگونه تنوع مهم است که پشتیبانی از سیستم های زندگی سالم. هر نوع میکروب ممکن است در بیان مزایای مختلف برای گیاهان مانند افزایش ایمنی و استرس تحمل و یا جذب مواد مغذی.

دانشمندان مانند او می خواهید می شود قادر به دستکاری ژنتیکی گیاهی در سیستم به پیکربندی مجدد کارخانه میکروبیوم. گیاهان می تواند تبدیل به کارآمد تر در انتخاب خود میکروبی همکاران و تجربه بهبود سلامت گیاه, انعطاف پذیری و بهره وری.

“زمینه ما هنوز جوان است,” او می گوید. “میکروبیوم تحقیقات تمایل به تمرکز بر روی انسان باکتری های روده. اما بسیاری از باکتری های زنده در برگ گیاه ریه ها از سیاره ما است. این امر می تواند فوق العاده به درک چگونه میکروب ها تاثیر سلامت phyllosphere در اکوسیستم های طبیعی و محصول fields.”

موسسه ملی بهداشت Howard Hughes Medical Institute ایالتی میشیگان گیاه انعطاف پذیری موسسه وزارت انرژی آمریکا از علم و CAS مرکز تعالی در مولکولی گیاهی علوم/موسسه فیزیولوژی گیاهی و محیط زیست, شانگهای, چین تامین می شود ،

منبع: دانشگاه ایالتی میشیگان

اصلی مطالعه DOI: 10.1038/s41586-020-2185-0

tinyurlis.gdv.gdv.htclck.ruulvis.netshrtco.de

Leave a reply

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>