菌根真菌帮助三分之一的化石燃料排放物被土壤吸收

菌根真菌帮助三分之一的化石燃料排放物被土壤吸收为了交换植物生长所必需的营养物质，真菌会吸收光合作用产生的一些糖分和二氧化碳。这种植物与真菌的关系早已为人所知，但发表在《当代生物学》(CurrentBiology)上的新研究为菌根真菌在从大气中去除大量二氧化碳方面的潜在作用提供了确凿的数据。在南非开普敦大学植物-土壤-微生物相互作用研究助理HeidiHawkins博士的带领下，该研究估计每年植物从大气中吸收131.2亿吨二氧化碳当量(CO2e)，并将它们排放到土壤中的菌根真菌。这种类型的共生真菌正在帮助将令人难以置信的每年36%的化石燃料排放安全地储存在地下。霍金斯说，这项研究让人们对这些真菌在控制二氧化碳水平上升方面发挥的潜在作用有了新的“认识”。霍金斯解释说，全球变暖的大部分重点都放在保护和恢复森林上，作为“缓解气候变化的自然方式”，而很少有人关注从地球上转移的“大量二氧化碳”的命运。光合作用过程中的大气和地下的菌根真菌。菌根真菌利用它们从植物中获得的碳化合物来扩大和加强它们的地下菌丝网络。然而，研究人员仍然需要了解真菌可以保留碳多长时间。“虽然菌根真菌肯定含有碳并将其释放到土壤中，”霍金斯说，但现在我们不知道真菌是充当“碳储存库”（将碳保留在它们体内）还是碳汇（增加碳）时间）。虽然需要更多的研究来研究菌根真菌在CO2循环中的作用，但科学家们已经提出了一些实际行动，比如保护因这些“特定菌根协会”而在土壤中大量分配碳的区域。这意味着我们需要保护森林和荒地，就像我们在世界上对气候最敏感的地区所做的一样。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1364077.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1364077.htm

美国又遇全国性健康问题：土壤真菌引起的严重肺部感染

美国又遇全国性健康问题：土壤真菌引起的严重肺部感染20世纪50年代和60年代的研究表明，肺部真菌感染仅在该国的某些地区是一个问题。11月11日发表在《临床传染病》杂志上的一项新研究显示，情况已不再如此。研究人员说，依赖过时的致病真菌地图的医生可能会错过肺部真菌感染的迹象，导致延迟或错误的诊断。高级作者、医学副教授、真菌感染专家安德烈·斯佩克博士说："每隔几周我就会接到波士顿地区一位医生的电话--每次都是不同的医生说他们无法解决一个病例。他们总是先说，'我们这里没有真菌感染历史，但它看起来真的有点像真菌感染。"历史上，组织胞浆菌发现于中西部和东部部分地区，球孢子菌发现于西南部，而芽生菌发现于中西部和南部。但越来越多的病例报告表明，近几十年来，所有这三种疾病都已经走出了它们的传统影响范围，者很可能是由于气候变化。在美国引起肺部感染的三种主要真菌--组织胞浆菌（红色）、芽生菌（蓝色）和球孢子菌（绿色）--在最近几十年都扩大了它们的范围。这些地图是根据1955年（上行）和2007-2016年（下行）的数据绘制的。依靠过时的地图可能会导致延迟或错过诊断。资料来源：PatrickMazi和AndrejSpec/华盛顿大学人们在吸入土壤中真菌的孢子后会发生真菌性肺部感染。当土地被耕作、景观设计、建筑干扰时，甚至只是人们在洞穴等真菌丰富的环境中走动时，这些孢子就会在空气中传播。大多数健康的成年人和儿童可以轻松地抵御真菌感染，但是婴儿、老年人和免疫系统受损的人可能会出现发烧、咳嗽、疲劳和其他症状。真菌性肺部感染很容易被误认为是细菌或病毒性肺部感染，如COVID-19、细菌性肺炎和结核病。组织胞浆菌病是由一种叫做组织胞浆菌的真菌引起的感染。这种真菌生活在环境中，特别是在含有大量鸟或蝙蝠粪便的土壤中。人们从空气中吸入微小的真菌孢子后会罹患组织胞浆菌病。尽管大多数吸入孢子的人不会生病，但那些生病的人可能会发烧、咳嗽和疲倦。许多得了组织胞浆菌病的人不用吃药就会自己好起来，但在一些人身上，比如那些免疫系统受损的人，感染会变得很严重。首席作者、传染病临床研究员帕特里克-B-马兹（PatrickB.Mazi）博士说："患有肺部真菌感染的人往往要花几周时间来获得正确的诊断和适当的治疗，而整个过程中他们都感觉很糟糕。他们通常有多次医疗保健就诊，有多次检测和诊断的机会，但医生只是在他们用尽所有其他可能性之前不考虑真菌感染。"斯佩克、马齐和同事们着手确定今天土壤真菌在哪里使人们生病。美国疾病控制和预防中心（CDC）上次修订其致病真菌地图是在1969年。研究人员利用所有50个州和哥伦比亚特区的医疗保险收费申请，计算了2007年至2016年全国范围内的真菌肺部感染的数量。他们使用病人的家庭地址来确定居住的县，计算出每个县每10万人年的病例数。(人年是一种纠正各县人口规模可能有很大差异的方法；一个人参加一年的医疗保险就是一个人年）。每100,000人年有超过100个由组织胞浆菌或球虫引起的病例，或50个由芽生菌引起的病例的县被定义为有意义的肺部真菌感染的数量。在美国的3143个县中，有1806个县有由组织胞浆菌引起的有意义的肺部感染，339个县有由球虫引起的肺部感染，547个县有由爆炸菌引起的肺部感染。这些县分布在美国的大部分地区。在50个州和华盛顿特区中，94%的县至少有一个县有组培苗。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1333867.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1333867.htm

研究人员让真菌与植物共生 提高作物抗逆性

研究人员让真菌与植物共生提高作物抗逆性吃油菜的菜青虫。图片来源：图尔库大学BenjaminFuchs由芬兰图尔库大学研究人员领导的一项研究表明，一种通常生长在野外并能杀死昆虫的真菌可以成功接种到油菜植物中，并在其中形成一种独特的共生关系。这一发现是向未来可持续农业迈出的一步，利用有益真菌的力量提高作物保护和生产率具有巨大潜力。研究人员使用了一种真菌--Beauveriabassiana，这种真菌以其对付害虫的能力而闻名。它通常被用作生物杀虫剂，喷洒在农作物的叶子上。这些生物杀虫剂在世界各地都有使用，但它们的弱点是容易被紫外线降解。这促使研究人员探索另一种方法，他们将真菌接种到油菜植物上，以培养一种独特的共生关系。"我们开始了发掘Beauveriabassiana在作物保护方面潜力的旅程，因为它可能在植物组织中内生。"这项研究的第一作者、图尔库大学生物多样性研究室的AnneMuola讲师解释说。菜蚜是油菜植物中常见的害虫。图片来源：本杰明-福克斯共生关系的意义研究人员通过建立真菌与油菜植物之间的内生关系取得了突破性进展。真菌在植物组织中的生长引发了黄酮类化合物生物合成的显著增加，这些化合物具有多种植物功效，包括抗氧化特性。"我们的研究结果表明，真菌和植物之间的相互作用激发了一种积极的反应，即代谢物生产的增强，而不是针对真菌入侵者的防御反应，"该研究的主要作者、图尔库大学生物多样性研究室的学院研究员本杰明-福克斯（BenjaminFuchs）说。由油菜植物产生的黄酮类化合物因其抗氧化特性以及在紫外线防护、花朵色素沉着和阻止食草动物方面的作用而闻名，在研究结果中占据了中心位置。下一步，研究人员的目标是找出这种特殊真菌对植物抵御环境压力的能力有多大影响，以及它对作物质量的影响。油菜中的菜蚜。图片来源：图尔库大学本杰明-福克斯"我们的研究为可持续农业带来了巨大希望。通过利用有益微生物与作物植物之间的共生关系，我们正在开创一个农业实践的新时代，从而减少对化学农药的依赖，"福克斯说。研究人员认为，像这项研究中揭示的这种生物之间的合作关系，让人们看到了未来农业的前景，即社会在努力确保粮食供应的同时，最大限度地减少生态足迹。福克斯指出："随着人们越来越认识到微生物在植物健康中的作用，以及先进的生物技术手段，创新方法的舞台已经搭建好，可以在智能和可持续发展的道路上优化作物的抗逆性和质量。"这项研究是欧盟地平线欧洲计划EcoStack项目的一部分。研究文章发表在备受推崇的《害虫管理科学》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1385449.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1385449.htm

天然“超级真菌”AMF可使作物产量提高40%

天然“超级真菌”AMF可使作物产量提高40%这种真菌天然存在于健康的土壤中，能穿透植物根部形成树状结构（菌核）。当它们分枝时，会增加植物根部的表面积，从而促进养分吸收。这项研究的共同负责人、苏黎世大学和农业研究中心的土壤生态学家马塞尔-范德海登（MarcelvanderHeijden）说："在四分之一的地块上，菌根真菌使产量提高了40%，这是巨大的进步。"研究人员在调查为什么有三分之一的土壤几乎没有增产甚至减产时发现，健康土壤的产量与健康土壤相同（或者在某些情况下产量更低）。来自Agroscope公司的共同第一作者StefanieLutz说："我们发现，当土壤中已经存在大量真菌病原体时，接种效果最好。"真菌被认为是土壤的第一道防线，可以抵御攻击植物的病原体，这些病原体会大大降低作物产量。因此，在有病原体的田地里，如果没有真菌，产量可以保持不变，而在没有病原体污染的田地里，真菌对产量的有利影响则较低。作为有益生物，真菌还能帮助植物从土壤中吸收养分。在广泛结果的基础上，研究小组随后利用土壤微生物组指标成功地确定了播种前任何给定地块的植物生长变化，准确率高达86%。来自巴塞尔大学的共同第一作者克劳斯-施拉比（KlausSchläppi）说："我们能够预测10块田地中9块的接种成功率，因此也能在田间季节到来之前预测收获产量。这种可预测性使我们有可能在真菌能够发挥作用的田地里有针对性地使用真菌。这是将这些技术发展成为可靠的农业方法的关键因素"。这一发现可以提高粮食产量，而无需大量使用杀虫剂和化肥。联合国2022年的一份报告发现，世界上有40%的土壤中度或严重退化，并预测这一比例可能上升到90%。如何在更大的商业规模上有效地传播真菌还有待解决，但"这次田间试验的结果代表着向更可持续的农业迈进了一大步"，范德海登说。这项研究发表在《自然-微生物学》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1400895.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1400895.htm

揭开亚马逊地区脚下的秘密：古老的土壤如何促进全球的森林恢复

揭开亚马逊地区脚下的秘密：古老的土壤如何促进全球的森林恢复现在，来自巴西的科学家表明，ADE可以成为促进重新造林的"秘密武器"--不仅是在亚马逊地区，那里自20世纪70年代以来已经损失了18%或大约78万平方公里--而且在全世界。这些结果发表在《土壤科学前沿》杂志上。联合第一作者、巴西圣保罗大学农业核能中心的研究生LuísFelipeZagatto说："这里我们表明，由于ADE的高营养水平，以及土壤微生物群落中有益细菌和古细菌的存在，使用ADE可以促进牧草和树木的生长。这意味着关于使ADE非常肥沃的'成分'的知识可以应用于帮助加速生态恢复项目"。Cedrelafissilis的最终花瓶显示了不同土壤的生长差异。从左到右：100%ADE，20%ADE，控制土壤。资料来源：LuísFelipeGuandalinZagatto模仿重新造林的缩影研究人员进行了受控实验，以模仿生态演替和土壤的变化，这些变化发生在被砍伐地区的牧场被积极恢复为森林的时候。他们的目的是研究ADEs，或者最终微生物组被人为地组成以模仿它们的土壤，如何能够促进这一过程。Zagatto及其同事从巴西亚马逊州的Caldeirão实验研究站采集了ADE样本，并将圣保罗州的LuizdeQueiróz高级农业学校的农业土壤作为对照。他们在一个平均温度为34ºC的温室内，将36个4升的花盆装满了3公斤的土壤，以预期全球变暖，超过亚马逊地区目前22至28ºC的温度。深裂号角树花瓶实验显示出生长的差异取决于土壤。从左到右：100%ADE,20%ADE,控制土壤。资料来源：LuísFelipeGuandalinZagatto三分之一的花盆只接受对照土壤，另三分之一是对照土壤和ADE的4:1混合物，还有三分之一是100%ADE。为了模仿牧场，他们在每个花盆中种植了巴西常见的牲畜饲料棕榈草（Urochloabrizantha）的种子，让其幼苗生长60天。然后他们把草割掉，只让它的根留在土壤里--这就是微缩版的重新造林的处女地。然后，研究人员在这三种土壤中的每一种都重新种上了树的种子：或者种上入侵物种Ambaypumpwood（Cecropiapachystachya），或者种上Peltophorumdubium以及cedroblanco（Cedrelafissilis）。让种子发芽，幼苗生长90天，然后测量其高度、干重和根系的延伸。在实验过程中，科学家们量化了土壤的pH值、质地和有机物、钾、钙、镁、铝、硫、硼、铜、铁和锌的浓度变化。通过分子方法，他们还测量了土壤中微生物多样性的变化。劈裂洋椿的花瓶实验显示出生长的差异取决于土壤。从左到右：100%ADE，20%ADE，控制土壤。资料来源：LuísFelipeGuandalinZagatto丰富的营养物质和有益的微生物在开始时，ADE显示出比对照土壤更多的营养物质：例如，30倍的磷和3到5倍的其他测量营养物质，除了锰。ADE还具有更高的pH值，含有更多的沙子和淤泥，但粘土较少。实验结束后，土壤中的养分含量比开始时少，反映了植物的吸收情况，但100%ADE土壤的养分含量仍然比对照土壤丰富，而20%ADE土壤的养分含量处于中间水平。在整个实验过程中，20%或100%ADE土壤比对照土壤支持更多的细菌和古细菌的生物多样性。"微生物将化学土壤颗粒转化为可被植物吸收的营养物质。"联合第一作者安德森-桑托斯-德-弗雷塔斯说："我们的数据显示，ADE含有的微生物更擅长这种土壤转化，从而为植物发展提供更多的资源。例如，ADE土壤含有更多有益的细菌家族Paenibacillaceae、Planococcaceae、Micromonosporaceae和Hyphomicroblaceae的分类群"。生长得到促进研究结果还显示，在土壤中添加ADE可以改善植物的生长和发育。例如，与对照土壤相比，棕榈草的干质量在20%ADE中增加了3.4倍，在100%ADE中增加了8.1倍。ADE的添加也促进了三种树种的生长：与对照土壤相比，在20%ADE中，白雪松和P.dubium的幼苗分别高了2.1和5.2倍，在100%ADE中分别高了3.2和6.3倍。深裂号角树在对照土壤或20%ADE中甚至没有生长，但在100%ADE中却很茁壮。研究人员得出结论，ADE可以促进植物生长。他们写道："我们的数据表明，土壤养分和适应性微生物的混合物[在ADE中]可以改善植物树木在修复中的建立。"高级作者、同一研究所的教授SiuMuiTsai博士告诫说："ADE经过数千年的积累，如果使用，也需要同样的时间在自然界中再生。我们的建议不是利用ADE本身，而是复制其特征，特别是其微生物，以用于未来的生态恢复项目"。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1358477.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1358477.htm

科学家正利用土壤微生物的DNA帮助提高气候模型的准确性

科学家正利用土壤微生物的DNA帮助提高气候模型的准确性微生物模型利用广泛的基因组数据为土壤碳模拟提供动力。图片来源：VictorO.Leshyk插图这个新模型使科学家们能够更好地了解某些土壤微生物如何有效地储存植物根系提供的碳，并为农业战略提供信息，以保护土壤中的碳，支持植物生长和减缓气候变化。"我们的研究证明了直接从土壤中收集微生物遗传信息的优势。在此之前，我们只掌握了实验室研究的少数微生物的信息，"论文第一作者、伯克利实验室博士后研究员吉安娜-马施曼（GiannaMarschmann）说。"有了基因组信息，我们就能建立更好的模型，预测各种植物类型、作物甚至特定栽培品种如何与土壤微生物合作，更好地捕集碳。同时，这种合作还能增强土壤健康"。最近发表在《自然-微生物学》杂志上的一篇新论文介绍了这项研究。论文的通讯作者是伯克利实验室的EoinBrodie和劳伦斯利弗莫尔国家实验室的JenniferPett-Ridge，后者领导着"微生物持久存在"土壤微生物组科学重点领域项目，该项目由能源部科学办公室资助，以支持这项工作。看见看不见的东西-微生物对土壤健康和碳的影响土壤微生物帮助植物获取土壤养分，抵抗干旱、疾病和虫害。它们对碳循环的影响在气候模型中的体现尤为重要，因为它们会影响土壤中储存的碳量或在分解过程中以二氧化碳形式释放到大气中的碳量。通过利用这些碳构建自己的身体，微生物可以将碳稳定（或储存）在土壤中，并影响碳在地下的储存量和储存时间。这些功能与农业和气候的相关性正受到前所未有的关注。然而，仅一克土壤中就含有多达100亿个微生物和数千个不同物种，绝大多数微生物从未在实验室中被研究过。直到最近，科学家们才从实验室研究的极少数微生物中获得数据，为这些模型提供依据，其中许多微生物与需要在气候模型中体现的微生物无关。Brodie解释说："这就好比根据只生长在热带森林中的植物所提供的信息，为沙漠建立生态系统模型。"为了应对这一挑战，科学家团队直接利用基因组信息建立了一个模型，该模型能够适应任何需要研究的生态系统，从加利福尼亚的草原到北极解冻的永久冻土。该模型利用基因组深入了解土壤微生物的功能，研究小组将这种方法用于研究加利福尼亚牧场中植物与微生物组之间的相互作用。牧场在加州具有重要的经济和生态意义，占陆地面积的40%以上。研究重点是生活在植物根部周围的微生物（称为根圈）。这是一个重要的研究环境，因为尽管根区只占地球土壤体积的1-2%，但据估计，根区储存了地球土壤中30-40%的碳，其中大部分碳是由根系在生长过程中释放出来的。为了建立这个模型，科学家们利用加州大学霍普兰研究与推广中心提供的数据，模拟了微生物在根部环境中的生长情况。不过，这种方法并不局限于特定的生态系统。由于某些遗传信息与特定的性状相对应，就像人类一样，基因组（模型所基于的）与微生物性状之间的关系可以转移到世界各地的微生物和生态系统中。研究小组开发了一种新方法来预测微生物的重要性状，这些性状会影响微生物利用植物根系提供的碳和养分的速度。研究人员利用该模型证明，随着植物的生长和碳的释放，由于根系化学和微生物性状之间的相互作用，会出现不同的微生物生长策略。特别是，他们发现，生长速度较慢的微生物在植物生长后期会受到碳释放类型的青睐，而且它们在利用碳方面的效率出奇地高--这使它们能够在土壤中储存更多的这种关键元素。这一新的观测结果为改进模型中根系与微生物之间的相互作用提供了依据，并提高了预测微生物如何影响气候模型中全球碳循环变化的能力。"这些新发现对农业和土壤健康具有重要意义。通过我们正在建立的模型，我们越来越有可能利用对碳如何在土壤中循环的新认识。这反过来又为我们提供了可能性，使我们能够提出保护土壤中宝贵的碳的策略，从而在可行的范围内支持生物多样性和植物生长，以衡量其影响，"马施曼说。这项研究强调了利用基于遗传信息的建模方法来预测微生物性状的威力，有助于揭示土壤微生物组及其对环境的影响。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1420579.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1420579.htm