植物不仅仅与传粉者合作。Ramakrishnan 及其同事的研究小组检查了 50 种不同的山地植物,以研究生活在植物叶子和花朵上的微生物群落。他们发现 叶子比花朵拥有更多样化的群落随着海拔的升高,数以百万计的微生物适应着不同的环境。微生物不仅攻击植物,许多微生物还能帮助植物适应压力,因此了解这些看不见的同伴有助于在不断变化的环境中保护它们的宿主。
研究揭示了微生物在植物不同部位安家的模式。与花朵相比,叶子总是一个热闹的社区,无论植物生长在哪里或是什么物种,叶子上都有更多种类的细菌和真菌。就像森林里的动物一样,不同的微生物也有它们喜欢的栖息地——一些细菌在花朵表面茁壮成长,而另一些则特别适应在叶子上生活。也许最令人惊讶的是,科学家们发现,生长在高海拔地区的植物在叶子和花朵上都有更多不同的真菌群落,这表明这些微生物助手可能对面对高山严酷生活条件的植物尤其重要。
为了发现这些隐藏的群落,研究小组于 2021 年夏天穿越奥地利阿尔卑斯山进行了一次植物探险。他们访问了七个不同的山区,仔细收集了 50 种不同野生植物的花朵和叶子。回到实验室后,他们使用强大的 DNA 分析工具来准确识别存在哪些类型的微生物,并计算每种类型的微生物在植物表面的数量。这种详细的方法使他们能够清楚地了解哪些微生物喜欢在哪里生活。
之前大多数植物微生物研究都集中在农作物和园林植物上,而不是探索山地自然栖息地中植物上有哪些微生物。他们也经常只研究细菌,由于没有包括真菌,所以只漏掉了一半的研究内容。通过研究奥地利阿尔卑斯山野生植物上的两种微生物,科学家们揭示了这些微生物群落是如何进化来帮助植物在恶劣条件下生存的。随着气候变化使植物在山地生存变得更加困难,这些微生物伙伴关系可能变得更加重要。
Ramakrishnan, DK, Jauernegger, F., Hoefle, D., Berg, C., Berg, G. & Abdelfattah, A. 2024. 揭示野生开花植物的微生物组:高山生态系统中叶片和花朵的比较研究。BMC Microbiology。 https://doi.org/10.1186/s12866-024-03574-0