随着气候环境的不断变化,干旱、高盐、异常温度等非生物逆境以及病原菌侵袭等生物逆境,严重威胁着植物的生长发育与农作物产量。在菌群研究领域,探究植物-微生物互作提升逆境耐受性的分子机制,正成为具有潜力的新方向。
植物与微生物之间存在着复杂而精妙的互作关系。当植物遭遇逆境时,根系会分泌特定的信号分子,吸引有益微生物在根际聚集。这些有益微生物,如根瘤菌、丛枝菌根真菌等,通过多种分子机制帮助植物抵御逆境。一方面,它们能够合成植物激素,如生长素、细胞分裂素等,调节植物的生长发育,增强植物对逆境的适应能力。例如,在干旱条件下,根际微生物分泌的生长素可促进植物根系的生长,使其能够更深入地扎根土壤,获取更多水分。
另一方面,有益微生物还会激活植物体内的防御相关基因,增强植物的免疫反应。当病原菌入侵时,微生物与植物之间通过分子识别,启动植物的先天免疫机制,促使植物产生抗菌物质和活性氧,抵御病原菌的侵害。此外,微生物还能改善植物根际的微环境,降低土壤中有害物质的浓度,为植物创造更适宜的生长条件。

深入研究植物-微生物互作提升逆境耐受性的分子机制,不仅有助于揭示植物与微生物协同进化的奥秘,还能为农业生产提供创新策略。未来,通过调控植物-微生物互作关系,有望开发出新型生物肥料和生物农药,减少化学肥料和农药的使用,实现农业的可持续发展,这也将成为菌群研究领域十分具有价值的探索方向。