在干旱期间 细菌有助于高粱继续生长

预计未来几年干旱的破坏性影响将在严重程度和频率上增加。为了保护世界的食物供应，科学家转向基因工程。现在，一个研究小组已经发现微生物组的变化 - 细菌和其他微生物的生态系统如何附着在植物的根部和周围的土壤中 - 可以改善植物的耐旱性。

干旱胁迫是农业的主要障碍。与某些植物根部相关的细菌可以减轻干旱对植物生长的影响。了解微生物组变化的原因和时间可能会导致战略充分利用这种自然干旱保护并提高全球植物生产力。

加州大学伯克利分校，加州大学戴维斯分校，美国农业部农业研究局，太平洋西北国家实验室，劳伦斯伯克利国家实验室和科尔尼农业研究与推广中心的研究人员研究了与高粱相关的微生物群落。这种重要的生物能源和饲料作物在美国也是发展中国家的主食。该小组在田间遇到干旱情况的四个月内每周采集高粱植物样本。他们比较了当时高粱微生物组和植物根代谢组的变化情况。研究小组发现，干旱主要增加了根和植物组织周围土壤中单细胞放线菌的丰度和活性。基因活动的元转录组学研究(社区范围内的基因表达谱)揭示，在干旱条件下，这些单核细菌增加了与代谢物运输相关的基因的转录。使用气相色谱 质谱仪在EMSL，环境分子科学实验室，能源部科学办公室用户设施，该团队进一步表征了高粱根代谢物，并将它们与土壤细菌的显着变化联系起来。结果导致科学家们相信干旱胁迫下的高粱会散发出在周围根区选择单因子放线菌的代谢物，这些细菌可以使高粱更好地应对干旱胁迫。这一发现可以深入了解高粱等植物如何管理或影响土壤微生物组，从而促进植物的抗旱性。

这项工作是高粱干旱响应表观遗传控制(EPICON)项目的一部分，该项目旨在深入了解高粱在田间的耐旱性，并为加强边际土地上的生物能源作物生产开辟道路。