[转移贴]植物内生微生物群落育种之科学道理

cao1976

原贴由betiton 发表于 2008-7-30 15:19
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要想理解内生微生物群落的功能，就一定要把它当成一个整体来研究；要认识内生微生物群落与宿主植物相互作用关系，就一定要把它们之间相互作用关系当成两个不同系统相互作用关系来研究。我们先来看看植物，植物是一个自养生物系统，其系统的涌现特性主要在根系中表现。
  植物的根系一方面排泄出分泌物，这些分泌物有的是氨基酸等养分；有的分泌物是间接反映了植物生长、生态信息，如，基因的表达，生理状况，分化出穗，何时需要某种生长激素或微量元素，遇到外界环境因素干扰，而分泌出一些信息素等等。植物通过根系向土壤分泌出的上述有关的生长、生态信息，只要一小部分被菌根菌所识别和利用，并形成共生体，且对宿主植物生长、发育有利。而相当大的部分未被其他生物识别、利用。这个任务就只能予以那种植物内生微生物群落了，那一内生微生物群落是由不同域的物种组成，种群之间的代谢和营养方式差异较大，能以不同的角度去识别、认识各种生物大分子、超分子体系以及各种信息；在与宿主植物长期的协同进化过程中，参与了宿主植物的生理代谢、生化过程，对宿主植物的生理代谢、生化过程相对较了解，对宿主植物的细胞中的生物大分子、超分子，以及各种信息都有一定的识别和了解。同时我们运用这一内生微生物群落对其他新鲜宿主植物（全株），在缺氧的容器内进行发酵、进化工程，群落与宿主植物细胞是共生关系，在工程过程中群落识别、认知了宿主植物细胞中的生物大分子、超分子以及基因表达的一些信息，并将其存储在群落系统中，它能对宿主植物根系的分泌物作出响应，它也为日后的育种工作做准备。
    植物根系的另一方面是从土壤中吸收水分、矿物质、微量元素及养分。当土壤中的内生微生物群落对其分泌物作出响应时，响应物也以某种方式被宿主植物吸收。这一出一进成为植物与外界环境因素、微生物群落相互作用的重要组成部分。植物的‘自然变异’相当一部分是以这样方式进行的。
  因此，今天我们运用这一内生微生物群落与其他宿主植物的根系相互作用来进行育种工作，也是依据上述生物科学道理的。这一育种还有可能使一些有益的沉默基因得以表达，以获得更优良性状的植物，并且大大丰富了植物的基因库。
具体操作：
（1）以当地优良水稻品种为‘父本’，将一季水稻分为6个时期，即为其一.幼苗期；其二.分蘖期；其三.抽穗期；其四.开花期；其五.灌浆期；其陆.种子期。
（2）第一期~第五期，将取一定量的新鲜的全株水稻，把根部用水清洗干净，用消毒液浸泡根系10~15分钟后，用流动水清洗4~6次；而第陆期是直接将种子进行表面消毒、并用水清洗干净即可，将上述物料按不同时期分别投放入容器中，加入一定量水和群落菌种，密封容器，在缺氧下，进行发酵、进化工程，最少20~30天。
（3）将6个不同期的发酵液和物料再投放入一个更大容器中密封10~20天后，将发酵液和种子以及植株（切碎片）与一定量的农家肥混合均匀，密封发酵最少20天后，即可作为基肥，施于秧苗地里。
（4）以种子公司的另一优良品种为‘母本’。先用消毒液将种子表面消毒，用水清洗干净，用水浸泡种子16小时，，取出种子再投放入另一容器中加入一定量的水和群落菌种，密封缺氧侵染种子24小时，，取出种子撒播于秧苗地里，让种子发芽成苗，即可。
   其优点：除使水稻保留父本和母本的优良性状外，还可使父本或母本的一些有益沉默基因得以表达，产生更优良性状的水稻品种。当然这种育种方法也可应用于花卉中，培育出许多新颖、漂亮的花卉品种来。