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地球上第一批植物的出現(xiàn)是因?yàn)橹参?微生物的共生?，F(xiàn)在已經(jīng)可以確定的是，第一批只生活在海洋中的植物能夠通過(guò)與真菌的共生關(guān)系在陸地上定居下來(lái)。這些組合產(chǎn)生了第一個(gè)稱(chēng)為菌根(植物/真菌組合)的共生關(guān)系。它們可以追溯到4.5億多年前。 但故事并不僅限于菌根。當(dāng)植物開(kāi)始生長(zhǎng)時(shí)，細(xì)菌、酵母和真菌已經(jīng)存在于陸地上，從那時(shí)起，它們的歷史就緊密相連了。這種微生物定植是如此古老和廣泛，以至于植物日常過(guò)程的許多機(jī)制都有微生物的參與，如吸收和固定養(yǎng)分、發(fā)育或免疫......  圖1. 自然環(huán)境中微生物的數(shù)量和多樣性 1. 植物的重要伙伴 在農(nóng)業(yè)中，微生物長(zhǎng)期以來(lái)一直被認(rèn)為是唯一的病原體。這種消極的觀點(diǎn)現(xiàn)在已經(jīng)過(guò)時(shí)了，對(duì)與植物有關(guān)的微生物群落的研究使我們能夠確定許多具有農(nóng)業(yè)價(jià)值的微生物。它們存在于根際(靠近根的區(qū)域)和葉際(高于地面的部分)，也存在于宿主內(nèi)部，因此被稱(chēng)為植物內(nèi)生微生物。  圖2.根際細(xì)菌寄生的根的顯微鏡觀察。 根際微生物與植物的根系相互作用。 植物根際是微生物群落最豐富的地方，我們喜歡把它和我們的腸道進(jìn)行比較，我們的腸道也充滿(mǎn)了不可或缺的、迷人的微生物群。就像倒立的腸道一樣，根部有吸收性的毛發(fā)，在這些毛發(fā)附近有大量的微生物群落。植物特有的根系分泌物吸引和刺激這些對(duì)植物有益的微生物。例如某些細(xì)菌可以通過(guò)一個(gè)或多個(gè)機(jī)制刺激和/或保護(hù)植物: 向環(huán)境中釋放植物激素、溶解土壤中不易被植物吸收的礦物質(zhì)元素、固定大氣中的氮，降低土壤中某些病原體的水平(通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)或過(guò)度寄生……)。這樣的細(xì)菌被稱(chēng)為PGPR (Plant Growth-Promoting Rhizobacteria)。在這個(gè)有益于植物生長(zhǎng)的微生物群體中，還有真菌(例如菌根，但不僅限于菌根)和其他酵母。 植物葉際和內(nèi)部環(huán)境還包含各種各樣的微生物群，這些微生物群參與了植物的營(yíng)養(yǎng)機(jī)制，或保護(hù)植物免受非生物和/或生物脅迫，如刺激植物的自然防御… 微生物不是真正意義上的活性成分或肥料。他們是植物的真正伙伴，與植物建立了復(fù)雜的互惠關(guān)系，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了我們所選擇的如促生、防病這樣的功能。隨著微生物生命的多樣性，植物本身就形成了一個(gè)真正的生態(tài)系統(tǒng)，我們現(xiàn)在知道，這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)越復(fù)雜，它就越有可能抵御外部的危險(xiǎn)。 2. 多樣性的重要性 最近對(duì)法國(guó)阿爾卑斯山塞拉克省(Ceillac)的鏡湖河岸生物群落演變的研究為我們提供了一個(gè)很好的例子，說(shuō)明了多樣性的重要性，雖然其表面上是穩(wěn)定的，但我們知道生態(tài)系統(tǒng)在不斷變化，能夠適應(yīng)其生物群落的變化。分析可以追溯到上一個(gè)冰河時(shí)代之后。這項(xiàng)研究展示了高等植物是如何出乎意料地經(jīng)歷了異常惡劣的氣候變化的，這全靠這個(gè)生物群落中各種各樣的生物之間的相互依賴(lài)和相互作用。雖然這種演變的彈性讓我們明白了多樣性的重要性，但我們現(xiàn)在可能只理解了其中的一小部分。 3. 生物的多樣性與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)息息相關(guān)  圖3.由于植被覆蓋的簡(jiǎn)化和快速變化，農(nóng)業(yè)活動(dòng)導(dǎo)致微生物多樣性的減少。非本地植物的引入更是加劇了這一現(xiàn)象。 通過(guò)塑造景觀和在非常重要的土地上建立新的耕種區(qū)，農(nóng)業(yè)活動(dòng)破壞了所有現(xiàn)有的平衡。這與建立一個(gè)穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)(至少50年)，與建立共生關(guān)系或共同進(jìn)化(這需要幾千年!)所需要的時(shí)間相比幾乎是瞬間發(fā)生的。在這種情況下，農(nóng)業(yè)植物不太可能有機(jī)會(huì)自然地重建一個(gè)最佳的微生物生態(tài)系統(tǒng)。 拉曼植保(Lallemand Plant Care)提出的最重要的理念是尋找并提供與作物相關(guān)的微生物。由于我們?cè)谑澜绺鞯亟⒘丝茖W(xué)合作伙伴關(guān)系，我們正在研究與微生物相互作用的基本機(jī)制，并篩選有農(nóng)業(yè)利用價(jià)值的菌株。我們的目標(biāo)是通過(guò)將植物與具有增強(qiáng)營(yíng)養(yǎng)、抗非生物和生物脅迫功能的關(guān)鍵微生物結(jié)合起來(lái)，“補(bǔ)充完善”植物的這些功能。這使我們能夠選擇、生產(chǎn)、配制和批準(zhǔn)化生產(chǎn)微生物，以便人工接種這些微生物活菌。 通過(guò)將兩種類(lèi)型的基因結(jié)合到田間，我們希望創(chuàng)造出一種新的雜交生物(植物/微生物)，我們希望它具有雜種優(yōu)勢(shì)的效果! 對(duì)于可行的微生物接種，我們認(rèn)為在同一耕田上的輪作或持續(xù)種植某種作物必須考慮到生態(tài)系統(tǒng)在年度或多年度尺度上是可變的，但在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)是一致的；正是考慮到這一點(diǎn)，我們認(rèn)為我們促成植物/微生物的互惠組合的方法是可持續(xù)、具有成本效益的行動(dòng)。這是在農(nóng)業(yè)中使用微生物與使用傳統(tǒng)投入之間的根本區(qū)別之一。 這種方法只有在與施肥(礦物元素和有機(jī)肥料)、土壤輪作等相結(jié)合的情況下，才能充分發(fā)揮其經(jīng)濟(jì)和技術(shù)價(jià)值，以便最好地表達(dá)植物和相關(guān)微生物的遺傳潛力。  圖4. 電鏡下可見(jiàn)碘化丙銨染色的鷹嘴豆根， 結(jié)論 盡管植物和微生物之間的共生(或相互)關(guān)系已經(jīng)存在了4.5億多年，但直到現(xiàn)在才剛剛開(kāi)始被人類(lèi)所關(guān)注。法國(guó)國(guó)家自然歷史博物館(national museum of natural history)的馬克-安德烈·塞洛斯(Marc - andre Selosse)教授在2017年出版的《永不孤獨(dú)》(JAMAIS SEUL)一書(shū)中告訴我們：“生物體的概念，即植物本身就是一個(gè)完整的體系，在科學(xué)史上非常有用：這個(gè)認(rèn)知奠定了我們對(duì)生理學(xué)的看法，產(chǎn)生了許多醫(yī)學(xué)和農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用。然而，今天，僅僅通過(guò)擴(kuò)展有機(jī)體的概念來(lái)維持它是一種過(guò)時(shí)的方法。我們的宏觀視野塑造了我們的世界觀，但今天我們有辦法從不同的角度來(lái)看待它?！?/p>  |
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