揭示甘蔗微生物如何為高效農業生產指點明路
2020/05/13 @國際
摘要
巴西坎皮納斯州立大學聯合研究團隊在甘蔗微生物中發現特定微生物數量之豐，於是以玉米做為實驗對象，透過實驗室與田間試驗來檢測這些微生物對於作物生長是否有所助益，發現這些特定微生物可對抗玉米穗減產的疾病，並且促使玉米更具耐旱、抗逆境之成效。
示意圖
隨著人口持續增長，農業生產方面將面臨極大的挑戰，如何使用更少的化學產品、農藥和水以永續的方式製造比過去還要多的食物，將是必須克服的一大難題。巴西坎皮納斯州立大學的遺傳學家在繪製甘蔗的微生物組成圖（約20,000種細菌和10,000種真菌）時發現，某些特定微生物比起其他種類的生長要來得豐富，便開始思考若是這些微生物能成功繁殖如此多的數量，是否代表它有助於促進甘蔗的生長，倘若假設正確，是否也可以利用這些微生物來增加其他農作物的產量。
研究小組便與巴西氣候變化基因體學研究中心（GCCRC）合作，開始著手設計實驗回答問題。研究人員決定以玉米做為目標物種，透過實驗室和田間試驗來測試這些微生物的功效，將完全沒有接種微生物的玉米植株做為控制組，另外以被認為能促進甘蔗生長而大量生成的微生物，和生長效率較低落的微生物種類接種其餘兩批植株。而實驗結果比原先預期的還要好上許多，接種促進生長的微生物玉米植株比起控制組不僅重量多了三倍，而且還變得更加耐旱，對於缺水的影響相較其他植株有更長的緩衝時間，而當遭遇生長壓力時的恢復能力也更強。所接種的真菌和細菌也能夠使植株產生生理變化，能將其葉片溫度降低多達4度(攝氏)，並減少水份的消耗。特別在巴西巴伊亞州東北部以長年無雨著稱的路易斯愛德華多馬加良伊斯 (Luís Eduardo Magalhães)小鎮所進行的田間試驗，這種微生物甚至顯示出對抗一種減少玉米穗產量疾病的跡象。隨著全球氣溫的升高，種植者將面臨更加不穩定的氣候，這種環保技術的發現可以提供協助，特別是經營中小企業的農民，讓他們能夠更一致地生產高品質作物，若將方法延伸至其他植物物種中便能大大增加糧食生產的安全性，倘若這種以微生物主導的農業模式能擴大使用規模，對生產者來說將是巨大的福音。【延伸閱讀】研究人員有望於紫色細菌中發現生物殺蟲劑
雖然測試尚未完結，但截至目前為止，拿來用於接種玉米作物的甘蔗微生物只起了正面的效用，研究人員希望他們發現的生物技術能引起種子和農作物接種公司的關注，將該方法應用於其產品中，才能更有效的使所有農民受益於甘蔗微生物基因組群。
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