菌根让你吃到更甜的番茄

在IPB温室为研究目的种植番茄。
贝蒂娜·豪斯/ IPB

鉴于菌根真菌作为一种天然肥料能够促进生长和产量,园艺和景观美化工作对菌根真菌的需求正在稳步攀升。来自莱布尼茨植物生物化学研究所(IPB)的科学家首次成功地与INOQ GmbH和莱布尼茨植物遗传和作物植物研究所(IPK)合作,开发了一种用于商业番茄生产的菌根底物。大规模试验表明,菌根植物的果实在质量和含量丰富度方面都优于非菌根对照植物。这一发现为首次生产适合大规模番茄栽培的菌根制剂铺平了道路。

鉴于菌根真菌作为一种天然肥料能够促进生长和产量,园艺和景观美化工作对菌根真菌的需求正在稳步攀升。来自莱布尼茨植物生物化学研究所(IPB)的科学家首次成功地与INOQ GmbH和莱布尼茨植物遗传和作物植物研究所(IPK)合作,开发了一种用于商业番茄生产的菌根底物。在常规栽培条件下进行的大规模试验表明,在产量不变的情况下,菌根植物的果实作物在质量和含量丰富度方面优于非菌根对照植物。

该项目由bmbf赞助的中小企业创新倡议提供资金。收集到的结果将直接传递给项目合作伙伴INOQ GmbH,并为首次大规模种植番茄生产合适的菌根制剂铺平道路。

菌根是真菌和植物之间广泛存在的一种共生关系。大约80%的陆地植物都参与了这种共生关系,包括大约200种不同的菌根真菌。事实上,许多植物物种依赖特定的菌根真菌来发挥它们的潜能。这种真菌寄生在植物的根部,为宿主提供水和营养物质,比如氮和磷酸盐。作为回报,这种植物给真菌喂食糖分,并确保后者在这一过程中存活下来。这种互惠共生有助于加速植物生长,提高生物量和果实产量,并常常使植物更能抵抗干旱胁迫和疾病。

也就是说,培养真菌作为栽培植物的有益共生伙伴并不总是容易的。某些植物完全不能被菌根化,而另一些植物需要特定的条件才能进入共生关系,并且最好是与某些真菌物种一起。这解释了为什么专业的菌根制剂制造商一直在寻找合适的真菌种类和选定作物的最佳定植条件。

例如,还没有合适的菌根基质存在,可以在温室中商业种植番茄。相反,番茄在实验室条件下很容易被菌根化,这是IPB多年来为研究目的成功做到的。这也是Mycotom中小企业合作项目启动的原因。两家莱布尼茨研究所IPB和IPK与INOQ GmbH合作,作为实际利用菌根研究见解的努力的一部分,并于2017年1月开始了他们自己富有成效的共生关系。

因此,与IPK的合资企业的第一步涉及寻找番茄特异性菌根真菌,这些真菌可以与Picolino和Brioso等商业品种相互作用。研究最终确定了一种分布在世界各地的菌根真菌——不规则根噬菌(Rhizophagus irregularis),作为一个合适的选择,它能够在许多植物物种上进行定植。

由菌根专家贝蒂娜·豪斯教授领导的IPB随后测试了一系列土壤基质。虽然生产新鲜番茄的大型温室通常会使用椰子垫来种植这些植物,但膨胀的粘土被用于研究目的。“椰子基质被证明完全不适合菌根生长,”贝蒂娜·豪斯证实。“我们对含有不同比例的椰子和泥炭的基质进行了一系列测试,然后确定了一种适合的混合物,植物可以在其上产生菌根”。

然而,受精被证明更具挑战性。番茄植株只有在需要的时候才会被菌根真菌寄生。与此同时,实验室条件给植物带来的压力是,只提供它们所需的20%的磷酸盐。由于缺乏营养,在真菌的帮助下,植物的菌根迅速地从土壤中提取最后的矿物质。相反,在商业种植条件下,植物是充分施肥的,这意味着收获丰富和浓郁。IPB的植物专家发现,这些植物允许根噬菌在70%的磷酸盐水平下定植根系,而不损失产量。贝蒂娜·豪斯说:“这有助于稳定的,尽管缓慢的菌根化。”

在大规模种植条件下成功菌根化后,黑尔大学的科学家还发现,这种共生关系提高了番茄的味道。与非菌根对照植株相比,菌根植株果实的糖含量更高,含有更多的抗氧化番茄红素和更多的氨基酸。结论:想要更健康更美味的番茄,给你的番茄根上菌根。INOQ GmbH还利用这些成果开发商用菌根基质,供种植者和园丁用作天然肥料。考虑到矿物磷肥的潜在节省,这一步骤还将对大型番茄生产者产生特别的经济影响。

考虑到无机肥料的磷储量将在40-70年内被用完,菌根真菌从土壤中调动磷酸盐的能力是目前作为减少矿物肥料的一种手段而受到关注的原因。菌根制剂是越来越受欢迎的选择,不仅在园艺和景观美化方面,而且在采矿后景观的恢复、重金属和盐污染地区的恢复和垃圾填埋场的绿化和重新造林方面也是如此。

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

贝蒂娜·豪斯教授
莱布尼茨植物生物化学研究所
电话:+49 345 5582 1540
bhause@ipb-halle.de

Originalpublikation:

拉蒙娜·舒伯特,斯蒂芬妮·维尔纳,希拉里·Cirka,菲利普Rödel,尤德尔西·坦德隆·莫亚,汉斯-彼得·莫克,伊姆克·赫特,哥塔德·昆泽和贝蒂娜·豪斯。番茄工业化生产中丛枝菌根对果实品质的影响。国际分子科学学报2020,21 (19),7029;https://doi.org/10.3390/ijms21197029

Weitere Informationen:

https://www.ipb-halle.de/en/public-relations/news/article-detail/suesse-tomaten-..。

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毛皮Pflanzenbiochemie研究所

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