研究表明,通过种衣技术,植物可以在盐渍土上繁衍生息

蚕丝,细菌和糖衣可以解决全球盐碱土问题
2019-11-25 20:00

研究人员发现,在蚕丝,细菌和糖上涂上种子可以帮助植物在盐渍土壤中生长。

盐渍土在世界范围内是一个日益严重的问题,特别是在灌溉用水质量较差的地区,由于许多重要的粮食作物在这种条件下生长不好,这是一个令人严重关注的问题。

虽然研究的一个领域是开发能够更好地应对这种状况的植物,但最新的研究却采取了另一种方法-在细菌中覆盖种子,该种子可以为植物提供重要的营养。

作者说,这并不是科学家第一次接受这种方法。但是以前的尝试遇到了困难,包括细菌不能在种子储存条件下生存。

“从土壤中提取它们并干燥后,它们就会死亡,”美国麻省理工学院研究报告的合著者Benedetto Marelli博士说。他补充说,目前,农民必须浸种然后迅速播下种子才能看到收益-他说这既效率低下,也无处不在。

现在,Marelli及其同事表示,他们已经通过开发一种新型涂料来解决该问题,该涂料可以将有用的细菌保持悬浮状态直至到达土壤。

研究小组在《美国国家科学院院刊》上写道,他们使用了称为根瘤菌的微生物。这些细菌与豆类以互惠互利的方式相互作用:细菌触发植物根部的根瘤生长,然后它们定居。细菌从植物中吸收糖分,同时将空气中的氮转化为植物可以利用的养分。

研究小组报告说,他们选择了一种能够耐受高温和咸水条件的根瘤菌。他们还将蚕丝和一种称为海藻糖的糖掺入种皮中。

Marelli说,这些成分有助于保护和保存细菌:蚕丝是将细菌附着在种子上的一种方式,同时它还可以为涂层提供坚固性并控制细菌的释放-因为它可溶于水。同时,海藻糖替代了细菌周围的水,帮助它们在脱水中生存,并且还可以为微生物在土壤中提供初始能源,从而帮助其“复苏”。

为了测试他们的方法,该团队使用了一种常见的豆科植物-菜豆-在有盐和无盐土壤中种植有或没有涂层的种子。对于每种条件,均播种了12个种子。

研究小组发现,在无盐土壤中,有涂层种子的发芽率为88%,而无涂层种子的发芽率为62%,而在盐渍土壤中,有涂层种子的发芽率为71%,无涂层种子的发芽率为45%。在盐渍土壤中两周后,发现被覆种子的茎明显长于未覆覆种子的种子,具有更长的根部和更多的分支。只有包被种子的幼苗发育出根瘤。

Marelli说:“(涂层)增加了发芽种子的数量,使种子发芽更快,并提供了更好的健康芽苗。”他补充说,摩洛哥团队最近的额外工作表明,这种好处继续存在。在成熟的农作物中可见。

这种方法有缺点,包括不适用于非豆类作物,例如大麦或小麦。但马瑞利说,研究人员已经在研究利用根瘤菌处理不形成根瘤的植物的方法,包括通过对细菌或植物进行工程改造以产生这种关系。

伦敦皇家霍洛威大学种子技术专家杰哈德·勒布纳教授(Gerhard Leubner教授)没有参与这项研究,他说种子包衣已经是一项大生意,人们正在探索多种方法来解决用微生物包衣种子的困难-尤其是由于某些化学物质包括杀菌剂和杀虫剂在内的欧盟已被禁止。

但是,他说,该团队采用丝绸和海藻糖的方法是一个积极的步骤,似乎可以促进在压力,盐碱条件下的发芽和生长。

他说:“丝绸是一种可生物降解的天然材料,可以用于许多其他应用中。” “我认为这是一个非常好的方法。”