Dr James White和研究團(tuán)隊在2018年發(fā)表的論文

Rhizophagy Cycle: An Oxidative Process in Plants for Nutrient Extraction from Symbiotic Microbes https://www.mdpi.com/2076-2607/6/3/95

描述了植物和根際微生物間經(jīng)由營養(yǎng)交換建立的共生關(guān)系，顛覆了傳統(tǒng)對植物如何從土壤里取得營養(yǎng)的認(rèn)知，對農(nóng)作物的生產(chǎn)有重大意義。雖然他們目前發(fā)表的研究，都集中在種子發(fā)芽期的觀察，但在國外用這原理實(shí)踐以微生物形態(tài)為作物施肥的實(shí)踐已取得一定的成效?！妇G蔭家園」也在香港的復(fù)元農(nóng)場將這原則實(shí)踐，收到類似效果。這里特別節(jié)譯Dr James White論文的結(jié)論，解釋這「根際吞噬循環(huán)」的過程，如何讓植物與微生物之間進(jìn)行營養(yǎng)交換。

「根際吞噬循環(huán)」是微生物在植物體內(nèi)生活階段和在土壤里自由生活階段之間的交替過程。在植物體內(nèi)時，微生物主要是以無壁原生質(zhì)體（細(xì)菌的 L 型和真菌的真菌體）的形式存在，與宿主根中的細(xì)胞質(zhì)膜密切相關(guān)。根細(xì)胞質(zhì)膜將活性氧分泌到微生物上，這可能會減少根細(xì)胞內(nèi)微生物的復(fù)制并導(dǎo)致微生物的營養(yǎng)物質(zhì)泄漏。根細(xì)胞內(nèi)的微生物觸發(fā)根上根毛的形成，它們在伸長的根毛尖處離開根細(xì)胞，離開時會重造細(xì)胞壁，又再在土壤里自由生活，直至再被誘進(jìn)入植物根中，完成一個循環(huán)。植物似乎通過以下方式在根際吞噬循環(huán)過程中操縱微生物：(1) 在幼苗期，在根尖周圍以滲出物形式刺激根尖分生組織周圍的細(xì)菌生長；(2)通過吸收包括丁酸在內(nèi)的細(xì)菌發(fā)酵產(chǎn)物，使細(xì)菌上調(diào)毒力或內(nèi)寄生因子；誘使細(xì)菌進(jìn)入根尖分生組織的根細(xì)胞周質(zhì)空間 ; (3) 讓周質(zhì)空間中的細(xì)菌接觸根細(xì)胞質(zhì)膜上的超氧化物，從而提取細(xì)菌中的營養(yǎng)物質(zhì)，以及(4) 將幸存的細(xì)胞內(nèi)細(xì)菌從伸長的根毛尖放回根際，使細(xì)菌能獲取最多的新養(yǎng)分。

微生物參與根際吞噬循環(huán)的誘因可能是因?yàn)樗鼈円彩芤嬗诩闹髦参锾峁┑臓I養(yǎng)物質(zhì)，包括根系滲出物和在植物體內(nèi)生存階段從根細(xì)胞滲漏的營養(yǎng)物質(zhì)。

「根際吞噬循環(huán)」可被視為一種植物與微生物的共生關(guān)系，涉及植物和微生物都參與其中的營養(yǎng)交換。

圖像譯自Hannah Somerville 根據(jù)該論文描繪的信息圖像，有助大眾想象這復(fù)雜的過程如何進(jìn)行。