Почвы, подавляющие болезни - Disease suppressive soils

Почвы, подавляющие болезни функция по предотвращению создания патогены в ризосфера растений. Эти почвы развиваются за счет создания полезных микробов, известных как ризобактерии, способствующие росту растений (PGPR) в ризосфере корней растений.[1] Эти мутуалистические микробы укрепляют здоровье растений, прямо или косвенно борясь с вредными почвенными микробами. Поскольку полезные бактерии занимают пространство вокруг корней растений, они побеждают вредные патогены, высвобождая патогенные подавляющие метаболиты.

PGPR и вредные почвенные микробы

Ризобактерии, способствующие росту растений, - это бактерии, которые способствуют росту растений через фиксация азота, производящие гормоны роста или даже подавляющие патогены.[2] Разнообразие родов PGPR обеспечивает широкий спектр функций, непосредственно улучшающих здоровье растений. Роды бактерий Ризобий и Мезоризобий работать над преобразованием азота в пригодную для использования форму.[3] Актиномицеты и Азоспириллы производят гормоны роста, которые увеличивают рост корней и усвоение питательных веществ.[4]

Хотя многие из этих родов напрямую улучшают здоровье растений, некоторые PGPR способствуют здоровью растений косвенно, подавляя патогены.[5] Патогенный грибы создать комплекс гифы которые мигрируют через почву. Когда эти грибы достигают ризосферы, они выделяют ферменты, разрушающие клеточную стенку клеток корней растений. Это позволяет им проникать в растение-хозяин и инфицировать его, а также предотвращать поглощение питательных веществ. Выгодно Псевдомонады и Бациллы вырабатывают метаболиты, подавляющие грибок, которые разрушают мигрирующий грибок. гифы.[1] Со временем растения способны создавать почвы, подавляющие болезни, в ответ на эти патогены за счет увеличения численности этих PGPR в области их ризосферы.

Создание подавляющих грунтов

Растения реагируют на патогены, рекрутируя PGPR в свою корневую ризосферу из основной массы почвы, чтобы заполнить и предотвратить установление патогенов. В конечном итоге это приводит к развитию почв, подавляющих болезни. PGPR набираются через естественный выпуск экссудаты растений из корневых клеток, когда они проталкиваются через почву.[6] Различные виды растений выделяют разные экссудаты и, следовательно, привлекают различные микробные сообщества в свою ризосферу из микробов, уже присутствующих в окружающей насыпной почве.[7]

Если в почве отсутствуют полезные роды микробов, растения не могут использовать их в качестве защиты. Следовательно, подавляющие почвы являются функцией микробов, которые уже присутствуют в почве и могут быть пополнены. Создание этих почв должно осуществляться за счет увеличения PGPR в общей массе почвы. Определенные растения способны привлекать полезные бактерии через секрецию различных корневых экссудатов.[8] Большее разнообразие растений в почве ведет к большему разнообразию микробов в ризосфере и, кроме того, может вести к большему подавлению почвенных болезней.[9] Управление, например, информированное севооборот и соляризация почвы, может создавать репрессивные почвы, которые естественным образом подавляют патогены.[10]

использованная литература

  1. ^ а б Веллер, DM; Raaijmakers, JM; Садовник, BB; Thomashow, LS (2002). «Популяции микробов, ответственные за специфическую подавляющую способность почвы по отношению к патогенам растений». Ежегодный обзор фитопатологии. 40: 309–48. Дои:10.1146 / annurev.phyto.40.030402.110010. PMID  12147763.
  2. ^ Бабалола, О. О. (2010). Полезные бактерии, имеющие сельскохозяйственное значение. Письма о биотехнологии, 32 (11), 1559-1570. DOI: 10.1007 / s10529-010-0347-0
  3. ^ Терполилли, Дж. Дж., Худ, Г. А., и Пул, П. С. (2012). От чего зависит эффективность N2-фиксирующих ризобий-бобовых симбиозов ?. В Успехи микробной физиологии (Том 60, стр. 325-389). Академическая пресса.
  4. ^ Somers, E., Vanderleyden, J., & Srinivasan, M. (2004). Бактериальные сигналы ризосферы: парад любви у нас под ногами. Критические обзоры в микробиологии, 30(4), 205-240.
  5. ^ Raaijmakers, J. M., Paulitz, T. C., 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). Субстратный поток в ризосфере. Растение и почва, 129(1), 1-10.
  7. ^ Баккер, М. Г., Чапарро, Дж. М., Мантер, Д. К., и Виванко, Дж. М. (2015). Воздействие основной структуры микробного сообщества почвы на микробиомы ризосферы Zea mays. Растение и почва, 392(1-2), 115-126.
  8. ^ Баккер, М. Г., Мантер, Д. К., Шефлин, А. М., Вейр, Т. Л., и Виванко, Дж. М. (2012). Использование микробиома ризосферы посредством селекции растений и управления сельским хозяйством. Растение и почва, 360(1-2), 1-13.
  9. ^ Латц, Э., Эйзенхауэр, Н., Ралл, Б. К., Шой, С., и Жуссе, А. (2016). Выявление связи между составом растительного сообщества и потенциалом почв подавления патогенов. Научные отчеты, 6, 23584.
  10. ^ Петерс, Р. Д., Стурц, А. В., Картер, М. Р., и Сандерсон, Дж. Б. (2003). Создание устойчивых к болезням почв с помощью севооборотов и методов обработки почвы. Исследования почвы и обработки почвы, 72(2), 181-192.