- Fast kol :Växter är autotrofer, vilket betyder att de kan omvandla koldioxid och vatten till organiska föreningar. Denna process, känd som fotosyntes, producerar den energi som växter behöver för att växa och föröka sig. Växter delar en del av detta fixerade kol med sina mikrobiella symbionter, vilket ger dem en källa till energi och näringsämnen.
- Vatten :Växter absorberar vatten från jorden genom sina rötter. Detta vatten är viktigt för växternas tillväxt och utveckling, men det kan också gynna mikrobiella symbionter. I vissa fall kan växter till och med förse sina symbionter med vatten direkt, genom specialiserade strukturer som kallas hydatoder.
- Mineraler :Växter absorberar mineraler från jorden genom sina rötter. Dessa mineraler är viktiga för växternas tillväxt och utveckling, men de kan också gynna mikrobiella symbionter. Växter kan dela några av dessa mineraler med sina symbionter, vilket ger dem de näringsämnen de behöver för att frodas.
- Skydd :Växter ger sina symbiotiska mikrober skydd från miljön. Växtens rötter skapar en fysisk barriär som skyddar mikrober från skadliga ämnen i jorden och växtens blad ger skugga och skydd mot sol och vind.
- Habitat :Växter ger sina symbiotiska mikrober en livsmiljö som är lämplig för deras tillväxt och reproduktion. Växtens rötter ger en fuktig, näringsrik miljö som är idealisk för många mikrober. Dessutom ger växtens blad en yta som mikrober kan fästa vid och kolonisera.
I utbyte mot dessa resurser ger mikrobiella symbionter växter en mängd olika fördelar, inklusive:
- Näringscykling :Mikrobiella symbionter hjälper växter att få näring från jorden. Vissa mikrober, som rhizobia, kan omvandla atmosfäriskt kväve till en form som växter kan använda. Andra mikrober, som mykorrhizasvampar, kan hjälpa växter att absorbera vatten och mineraler från jorden.
- Skydd från patogener :Mikrobiella symbionter kan hjälpa till att skydda växter från sjukdomar. Vissa mikrober, som Pseudomonas fluorescens, producerar antibiotika som kan döda eller hämma tillväxten av skadliga bakterier och svampar. Andra mikrober, som Trichoderma harzianum, kan hjälpa till att förbättra växtens immunförsvar.
- Stresstolerans :Mikrobiella symbionter kan hjälpa växter att tolerera miljöpåfrestningar, såsom torka, värme och saltstress. Vissa mikrober, som Bacillus subtilis, producerar hormoner som kan hjälpa växter att reglera sin vattenbalans. Andra mikrober, som Glomus intraradices, kan hjälpa växter att absorbera vatten och näringsämnen från jorden, även under stressiga förhållanden.
- Förbättrad tillväxt :Mikrobiella symbionter kan hjälpa växter att växa snabbare och mer kraftfullt. Vissa mikrober, som Azospirillum brasilense, producerar fytohormoner som kan stimulera växttillväxt. Andra mikrober, som Rhizobium leguminosarum, kan hjälpa växter att producera mer kväve, vilket är nödvändigt för växternas tillväxt.
Det ömsesidiga förhållandet mellan växter och symbiotiska mikrober är avgörande för hälsan och produktiviteten hos båda organismerna. Genom att ge varandra resurser och fördelar kan växter och mikrobiella symbionter frodas i en mängd olika miljöer.
Ytterligare sätt växter kompenserar symbiotiska mikrober på
Förutom de resurser och fördelar som anges ovan kan växter också kompensera symbiotiska mikrober på följande sätt:
- Selektiv rotutsöndring :Växter frigör en mängd olika föreningar från sina rötter, inklusive sockerarter, aminosyror, organiska syror och sekundära metaboliter. Dessa föreningar kan attrahera och gynna mikrobiella symbionter, samtidigt som de hämmar tillväxten av skadliga mikrober.
- Kvorumsavkänning :Växter kan använda kemiska signaler för att kommunicera med mikrobiella symbionter. Dessa signaler kan reglera tillväxten och aktiviteten hos mikroberna och kan hjälpa till att samordna det mutualistiska förhållandet.
- Horisontell genöverföring :Växter och mikrobiella symbionter kan utbyta genetiskt material genom horisontell genöverföring. Denna process kan tillåta mikroberna att förvärva nya gener som ger fördelaktiga egenskaper, såsom ökat näringsintag eller resistens mot patogener.
De komplexa interaktionerna mellan växter och mikrobiella symbionter är fortfarande inte helt klarlagda. Det är dock tydligt att dessa relationer är avgörande för hälsan och produktiviteten hos båda organismerna. Genom att förstå mekanismerna för dessa interaktioner kan vi utveckla nya sätt att förbättra skördarna och minska vårt beroende av syntetiska gödningsmedel och bekämpningsmedel.
