گیاهان فعل و انفعالات پیچیده ای با میکروارگانیسم های موجود در خاک و ریزوسفر دارند. این فعل و انفعالات نقش مهمی در رشد گیاه، جذب مواد مغذی و دفاع در برابر عوامل بیماری زا دارند. میکروارگانیسم‌های مفید، مانند باکتری‌ها و قارچ‌ها، روابط همزیستی با گیاهان ایجاد می‌کنند و فواید مختلفی را ارائه می‌کنند که سلامت و بهره‌وری گیاه را افزایش می‌دهند.
Rhizosphere: A Microbial Hotspot
ریزوسفر ناحیه ای از خاک است که بلافاصله ریشه های گیاه را احاطه کرده است، جایی که جمعیت متراکم و متنوعی از میکروارگانیسم ها در آن ساکن هستند. ترشحات ریشه، متشکل از قندها، اسیدهای آمینه، اسیدهای آلی و سایر ترکیبات آزاد شده توسط ریشه گیاه، میکروارگانیسم ها را به سمت ریزوسفر جذب می کند. این جامعه میکروبی محلی یک اکوسیستم منحصر به فرد را تشکیل می دهد که در آن فعل و انفعالات مختلفی رخ می دهد.
روابط همزیستی
گیاهان روابط همزیستی با باکتری ها و قارچ ها برقرار می کنند. یکی از نمونه های شناخته شده ارتباط همزیستی بین گیاهان حبوبات (به عنوان مثال، سویا) و باکتری های تثبیت کننده نیتروژن به نام ریزوبیا است. باکتری ها ساختارهای ویژه ای به نام گره های ریشه را مستعمره می کنند و نیتروژن اتمسفر را به شکلی تبدیل می کنند که گیاهان می توانند از آن استفاده کنند. در مقابل، این گیاه منبع انرژی به شکل کربوهیدرات در اختیار باکتری ها قرار می دهد.
قارچ های میکوریزی گروه مهم دیگری از میکروارگانیسم های مفید هستند. آنها با ریشه های اکثر گونه های گیاهی ارتباط برقرار می کنند. میکوریزا با افزایش دسترسی به سیستم ریشه گیاه، جذب مواد مغذی به ویژه فسفر را تسهیل می کند. در عوض، قارچ ها ترکیبات غنی از انرژی تولید شده توسط گیاه را از طریق فتوسنتز دریافت می کنند.
ترویج رشد گیاه
میکروارگانیسم های مفید خاک با افزایش دسترسی به مواد مغذی و به دست آوردن منابعی که در غیر این صورت برای گیاهان غیرقابل دسترس هستند، رشد گیاه را افزایش می دهند. به عنوان مثال، برخی از باکتری ها توانایی حل شدن مواد معدنی مانند فسفات را دارند که آنها را برای گیاهان در دسترس تر می کند. به طور مشابه، قارچ‌های میکوریز شبکه گسترده‌ای از هیف‌ها را تشکیل می‌دهند و سطح جذب مواد مغذی را افزایش می‌دهند و جذب آب را بهبود می‌بخشند.
مقاومت سیستمیک القایی
گیاهان همچنین می توانند مکانیسم های دفاعی خود را از طریق تعامل با میکروارگانیسم های مفید فعال کنند. این فرآیند که به عنوان مقاومت سیستمیک القایی (ISR) شناخته می شود، شامل تولید ترکیبات دفاعی مختلف است که گیاهان را در برابر عوامل بیماری زا محافظت می کند. برخی از باکتری ها ISR را با استعمار ریشه های گیاه و ایجاد یک پاسخ سیستمیک در سراسر گیاه فعال می کنند که منجر به افزایش مقاومت در برابر بیماری ها می شود.
ارتباط گیاه و میکروب
ارتباط گیاه و میکروب برای ایجاد و حفظ تعاملات مفید بسیار مهم است. میکروب‌ها می‌توانند سیگنال‌های شیمیایی منتشر شده توسط گیاهان را شناسایی کرده و به آنها پاسخ دهند و به آنها اجازه می‌دهند تا گیاهان میزبان خاص را شناسایی کرده و روابط همزیستی را آغاز کنند. به نوبه خود، گیاهان می توانند سیگنال های میکروبی را درک کرده و بیان ژن را برای تعدیل پاسخ های خود تنظیم کنند. این سیستم ارتباطی پیچیده، ایجاد و نگهداری انجمن های سودمند را تضمین می کند.
مفاهیم برای فیزیولوژی گیاهی
تعامل بین گیاهان و میکروارگانیسم های مفید پیامدهای قابل توجهی برای فیزیولوژی گیاه دارد. بر جذب مواد مغذی، رشد گیاه، تحمل استرس و سلامت کلی گیاه تأثیر می گذارد. درک این فعل و انفعالات می تواند به توسعه شیوه های کشاورزی پایدار منجر شود که بهره وری گیاه را افزایش می دهد و در عین حال نیاز به کودهای مصنوعی و آفت کش ها را کاهش می دهد.
اهمیت کاربردی: باغ گیاه شناسی
باغ‌های گیاه‌شناسی به‌عنوان مخازن مهمی برای تنوع گیاهی عمل می‌کنند و دانش در مورد فعل و انفعالات گیاه و میکروب می‌تواند به تلاش‌های حفاظتی آنها کمک کند. باغبانان و محققان با درک همزیستی ها می توانند شرایط خاک را برای ترویج رشد و استقرار گونه های گیاهی کمیاب و در معرض انقراض بهینه کنند. علاوه بر این، ترکیب میکروارگانیسم‌های مفید در اکوسیستم باغ گیاه‌شناسی می‌تواند سلامت گیاه را افزایش داده و خطر ابتلا به بیماری‌ها را کاهش دهد.
نتیجه
فعل و انفعالات بین گیاهان و میکروارگانیسم های مفید در خاک و ریزوسفر برای رشد گیاه، جذب مواد مغذی و دفاع در برابر عوامل بیماری زا حیاتی است. روابط همزیستی با باکتری‌های تثبیت‌کننده نیتروژن و قارچ‌های میکوریز، گیاهان را قادر می‌سازد تا به مواد مغذی دسترسی پیدا کنند و سلامت کلی را بهبود بخشند. درک و مهار این تعاملات می تواند کشاورزی و شیوه های حفاظتی را متحول کند و به اکوسیستم های گیاهی پایدار و انعطاف پذیر منجر شود.
تاریخ انتشار: