华盛顿大学的米歇尔·马 像斯诺夸米河沿岸这样的杨树能够在岩石河岸上茁壮成长，尽管它们的自然栖息地磷等营养物质的利用率很低
微生物帮助这些树木捕捉和利用生长所需的营养
学分:莎伦·多蒂/华盛顿大学 磷是植物生长所必需的营养物质
但是当磷作为化学肥料的一部分应用于植物时，它会与土壤中的矿物质发生强烈反应，与铁、铝和钙形成复合物
这会锁住磷，阻止植物获取这种重要的营养
为了克服这个问题，农民经常在农作物上施用过量的化肥，导致磷在土壤中积累
这些肥料不仅含有磷，还含有其他化学物质，施用这些肥料还会导致有害的农业径流，污染附近的水生生态系统
现在，由华盛顿大学和西北太平洋国家实验室领导的一个研究小组已经表明，从生长在华盛顿西部原始山溪旁的树木中提取的微生物可以使土壤中的磷更容易被农作物吸收
该发现发表在10月份的《植物科学前沿》杂志上
UW环境和森林科学学院的教授、资深作者莎伦·多蒂说，内生菌是细菌或真菌，它们至少在植物的部分生命周期中生活在植物体内，可以被认为是植物的“益生菌”
多蒂的实验室在以前的研究中已经表明，微生物可以帮助植物在营养不良的环境中生存甚至茁壮成长，并帮助清除污染物
在这项新的研究中，Doty和他的合作者发现，从野生植物中分离出来的内生微生物有助于从环境中释放有价值的磷，打破了植物无法获得磷的化学复合物。
“我们正在利用天然的植物-微生物伙伴关系，”多蒂说
“这可以成为促进农业发展的一个工具，因为它提供了这种必需的营养，而不会破坏环境
" 当内生菌株溶解磷酸三钙时，在乳白色的磷酸盐圈周围会产生一个清晰的晕圈，如图所示，该过程发生在琼脂培养基中
学分:莎伦·多蒂/华盛顿大学 多蒂的研究科学家安德鲁·谢尔和UW大学的研究人员杰克森·霍尔在实验室实验中证明了微生物可以溶解磷酸盐复合物
在多蒂实验室接种了这种细菌的杨树植物被送到了合作者塔玛斯·沃尔高那里，他是华盛顿州里奇兰的太平洋西北国家实验室环境分子科学实验室的材料科学家
在那里，研究人员在他们的实验室和其他美国大学使用先进的成像技术
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能源部国家实验室提供了明确的证据，证明微生物产生的磷确实进入了植物的根部
图像还显示磷被束缚在植物内部的矿物复合体中
内生菌生活在植物体内，处于独特的位置来重新溶解这些复合物，潜在地维持这种必需营养的供应
虽然之前在多蒂实验室的工作表明内生菌可以向植物提供从空气中获得的氮，但这种植物利用内生菌溶解的磷的直接证据以前是不存在的
这些实验中使用的细菌来自华盛顿西部斯诺夸米河沿岸生长的野生杨树
在这种自然环境中，杨树能够在岩石河岸上茁壮成长，尽管它们的自然栖息地缺乏磷等营养物质
微生物帮助这些树木捕捉和利用生长所需的营养
这些发现可以应用到农业作物上，这些作物通常没有使用，而是依靠多年施肥积累在土壤中的大量“遗留”磷
微生物可以应用于年轻作物的土壤中，或者作为种子的包衣，帮助释放被捕获的磷，并使其可用于植物的生长
减少肥料的使用和使用内生菌——如多蒂和沃尔高研究的那些——为更可持续的粮食生产打开了大门
“这是一种很容易放大并用于农业的东西，”多蒂说
UW已经将这项研究中使用的内生菌菌株授权给了一家总部位于加州的公司Intrinsyx Bio，该公司致力于将内生菌微生物的收集商业化
多蒂和沃尔高关于内生菌促进磷吸收的研究提供的直接证据是“改变了我们作物研究的游戏规则”，耐森克斯生物公司首席科学官约翰·弗里曼说
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