摘要:原文献信息:Laine AL, Leino S. Plant microbiomes feel the heat[J]. Science, 2025, 388(6752): 1150-1152.
原文献信息:Laine AL, Leino S. Plant microbiomes feel the heat[J]. Science, 2025, 388(6752): 1150-1152.
这篇文档主要探讨了气候变化下植物微生物组对高温的响应,以及这些变化如何影响植物生长和农业生态系统,同时也提出了应对策略。
温度升高会改变植物微生物群落的组成和功能。例如,在叶片上(称为叶圈),升温导致细菌和真菌的种类减少,同时让更多致病真菌活跃起来,甚至使根部病原菌更容易向上蔓延到茎干。而在根部周围土壤(根际),虽然整体多样性变化不大,但具体种类发生更替:有益的真菌(比如帮助植物吸收养分的菌根真菌)数量大幅减少,而像根瘤菌这样能与豆科植物共生固氮的细菌却可能增多,这可能影响植物营养和全球氮循环。这种变化对不同类群微生物的影响也不同,真菌通常比细菌对温度更敏感。
温度上升不仅改变微生物的种类,还改变了它们与植物的互动方式。植物自身的防御系统在高温下会变弱,比如植物产生的一种重要防御信号物质(活性氧)会减少,这使得植物更容易生病。同时,高温还可能破坏植物地上部分(叶片微生物)和地下部分(根部微生物)的平衡,进而影响整个食物链(比如吃叶子的昆虫和分解土壤有机物的生物),威胁生态系统的稳定。
这些变化对农业和环境保护提出了挑战,但也指明了方向。为了应对气候变暖带来的压力,科学家们正在探索利用有益的微生物(如开发微生物肥料或益生菌产品)来增强作物的抗热和抗病能力,减少对化肥农药的依赖。此外,在农田管理中增加植物多样性,有助于维持健康的土壤微生物群落,提高生态系统的韧性。理解植物如何在温度变化中调控其微生物伙伴,对于培育更耐受的作物、保护生物多样性和生态系统功能至关重要。
未来的研究需要结合野外长期观测和实验室精密实验,更深入地揭示温度如何影响微生物与植物的“对话”,并将这些知识应用到实际的农业和土地管理策略中。
来源:微生物组