พืชมีปฏิสัมพันธ์ที่ซับซ้อนกับจุลินทรีย์ในดินและไรโซสเฟียร์ ปฏิกิริยาเหล่านี้มีบทบาทสำคัญในการเจริญเติบโตของพืช การได้รับสารอาหาร และการป้องกันเชื้อโรค จุลินทรีย์ที่เป็นประโยชน์ เช่น แบคทีเรียและเชื้อรา ก่อให้เกิดความสัมพันธ์ทางชีวภาพกับพืช โดยให้ประโยชน์มากมายที่ช่วยเพิ่มสุขภาพและผลผลิตของพืช
Rhizosphere: ฮอตสปอตของจุลินทรีย์
ไรโซสเฟียร์เป็นบริเวณดินที่อยู่รอบๆ รากพืช ซึ่งมีจุลินทรีย์หลากหลายชนิดอาศัยอยู่อย่างหนาแน่น สารหลั่งจากรากซึ่งประกอบด้วยน้ำตาล กรดอะมิโน กรดอินทรีย์ และสารประกอบอื่นๆ ที่ปล่อยออกมาจากรากพืช ดึงดูดจุลินทรีย์เข้าสู่ไรโซสเฟียร์ ชุมชนจุลินทรีย์ที่มีการแปลเป็นภาษาท้องถิ่นนี้ก่อให้เกิดระบบนิเวศที่มีลักษณะเฉพาะซึ่งมีปฏิสัมพันธ์ต่างๆ เกิดขึ้น
ความสัมพันธ์ทางชีวภาพ
พืชสร้างความสัมพันธ์ทางชีวภาพกับทั้งแบคทีเรียและเชื้อรา ตัวอย่างหนึ่งที่รู้จักกันดีคือความสัมพันธ์ทางชีวภาพระหว่างพืชตระกูลถั่ว (เช่น ถั่วเหลือง) และแบคทีเรียตรึงไนโตรเจนที่เรียกว่าไรโซเบีย แบคทีเรียตั้งอาณานิคมโครงสร้างพิเศษที่เรียกว่าก้อนรากและเปลี่ยนไนโตรเจนในบรรยากาศให้เป็นรูปแบบที่พืชสามารถใช้ได้ พืชจะให้แหล่งพลังงานในรูปของคาร์โบไฮเดรตแก่แบคทีเรีย
เชื้อราไมคอร์ไรซาเป็นจุลินทรีย์ที่มีประโยชน์อีกกลุ่มหนึ่งที่สำคัญ พวกมันสร้างความเชื่อมโยงกับรากของพืชส่วนใหญ่ ไมคอร์ไรซาเอื้อต่อการดูดซึมสารอาหาร โดยเฉพาะฟอสฟอรัส โดยการขยายขอบเขตของระบบรากของพืช ในทางกลับกัน เชื้อราจะได้รับสารประกอบที่อุดมด้วยพลังงานซึ่งผลิตโดยพืชผ่านการสังเคราะห์ด้วยแสง
การส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืช
จุลินทรีย์ในดินที่เป็นประโยชน์ช่วยเพิ่มการเจริญเติบโตของพืชโดยการส่งเสริมความพร้อมของสารอาหารและการได้มาซึ่งทรัพยากรที่พืชไม่สามารถเข้าถึงได้ ตัวอย่างเช่น แบคทีเรียบางชนิดมีความสามารถในการละลายแร่ธาตุ เช่น ฟอสเฟต ทำให้พืชสามารถใช้ได้มากขึ้น ในทำนองเดียวกัน เชื้อราไมคอร์ไรซาก่อตัวเป็นเครือข่ายของเส้นใยที่กว้างขวาง ซึ่งเพิ่มพื้นที่ผิวสำหรับการดูดซึมสารอาหารและปรับปรุงการดูดซึมน้ำ
ทำให้เกิดความต้านทานต่อระบบ
พืชยังสามารถกระตุ้นกลไกการป้องกันผ่านการมีปฏิสัมพันธ์กับจุลินทรีย์ที่เป็นประโยชน์ กระบวนการนี้เรียกว่าการเหนี่ยวนำให้เกิดความต้านทานต่อระบบ (ISR) ซึ่งเกี่ยวข้องกับการผลิตสารประกอบป้องกันต่างๆ ที่ช่วยปกป้องพืชจากเชื้อโรค แบคทีเรียบางชนิดกระตุ้น ISR โดยการตั้งอาณานิคมของรากพืชและกระตุ้นการตอบสนองอย่างเป็นระบบทั่วทั้งพืช ซึ่งนำไปสู่การเพิ่มความต้านทานต่อโรค
การสื่อสารระหว่างพืชและจุลินทรีย์
การสื่อสารระหว่างพืชและจุลินทรีย์มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการสร้างและรักษาปฏิสัมพันธ์ที่เป็นประโยชน์ จุลินทรีย์สามารถตรวจจับและตอบสนองต่อสัญญาณทางเคมีที่ปล่อยออกมาจากพืช ช่วยให้พวกมันสามารถจดจำพืชอาศัยที่เฉพาะเจาะจง และเริ่มความสัมพันธ์ทางชีวภาพได้ ในทางกลับกัน พืชสามารถรับรู้สัญญาณของจุลินทรีย์และปรับการแสดงออกของยีนเพื่อปรับการตอบสนองของพวกมัน ระบบการสื่อสารที่ซับซ้อนนี้รับประกันการจัดตั้งและการรักษาสมาคมที่เป็นประโยชน์
ผลกระทบต่อสรีรวิทยาของพืช
ปฏิสัมพันธ์ระหว่างพืชกับจุลินทรีย์ที่มีประโยชน์มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อสรีรวิทยาของพืช ส่งผลต่อการดูดซึมสารอาหาร การเจริญเติบโตของพืช ความทนทานต่อความเครียด และสุขภาพโดยรวมของพืช การทำความเข้าใจปฏิสัมพันธ์เหล่านี้สามารถนำไปสู่การพัฒนาแนวปฏิบัติทางการเกษตรที่ยั่งยืนซึ่งช่วยเพิ่มผลผลิตของพืชในขณะที่ลดความต้องการปุ๋ยสังเคราะห์และยาฆ่าแมลง
ความสำคัญประยุกต์: สวนพฤกษศาสตร์
สวนพฤกษศาสตร์ทำหน้าที่เป็นแหล่งเก็บข้อมูลที่สำคัญสำหรับความหลากหลายของพืช และความรู้เกี่ยวกับปฏิสัมพันธ์ระหว่างพืชและจุลินทรีย์จะเป็นประโยชน์ต่อความพยายามในการอนุรักษ์ ด้วยการทำความเข้าใจความสัมพันธ์ทางชีวภาพ ชาวสวนและนักวิจัยสามารถปรับสภาพดินให้เหมาะสมเพื่อส่งเสริมการเจริญเติบโตและการก่อตั้งพันธุ์พืชหายากและใกล้สูญพันธุ์ นอกจากนี้ การรวมจุลินทรีย์ที่เป็นประโยชน์เข้ากับระบบนิเวศของสวนพฤกษศาสตร์สามารถเสริมสร้างสุขภาพของพืชและลดความเสี่ยงต่อโรคได้
บทสรุป
ปฏิสัมพันธ์ระหว่างพืชกับจุลินทรีย์ที่เป็นประโยชน์ในดินและไรโซสเฟียร์มีความสำคัญต่อการเจริญเติบโตของพืช การได้รับสารอาหาร และการป้องกันเชื้อโรค ความสัมพันธ์ทางชีวภาพกับแบคทีเรียตรึงไนโตรเจนและเชื้อราไมคอร์ไรซาทำให้พืชสามารถเข้าถึงสารอาหารและปรับปรุงสุขภาพโดยรวมได้ การทำความเข้าใจและควบคุมปฏิสัมพันธ์เหล่านี้สามารถปฏิวัติแนวปฏิบัติด้านการเกษตรและการอนุรักษ์ ซึ่งนำไปสู่ระบบนิเวศพืชที่ยั่งยืนและยืดหยุ่นได้
วันที่เผยแพร่: