番茄植株特别容易受到叶部疾病的影响，这可能会杀死它们或影响产量。这些问题需要在传统作物中使用多种农药，使有机生产变得尤其困难。
普渡大学领导的一组科学家证明，西红柿可能对这些类型的疾病更敏感，因为它们失去了某些土壤微生物提供的保护。研究人员发现，与阳性土壤真菌关系更密切的野生近缘种和野生型番茄长得更大，并且比现代植物更能抵抗疾病和疾病的发作。
园艺学副教授洛里·霍格兰德（Lori Hoagland）说：“这些真菌在野生型番茄植株上定植，并增强它们的免疫系统。”“随着时间的推移，我们种植西红柿来提高产量和风味，但它们似乎无意中失去了从这些土壤微生物中受益的能力。”
霍格兰和普渡大学的博士后研究员 Amit K. Jaiswal 用有益的土壤真菌哈茨木霉接种了 25 种不同的番茄基因型，从野生型到更古老和更现代的驯化品种，这些品种通常用于预防恶性真菌和细菌性疾病。
在一些野生型番茄中，研究人员发现，与未经处理的植物相比，经过有益真菌处理的植物根系生长高出526%，株高高出90%。一些现代品种的根系生长高达 50%，而另一些品种则不然。现代品种的高度增加了约10%-20%，远低于野生品种。
然后，研究人员向植物引入了两种病原菌：灰葡萄孢（Botrytis cinerea）（一种导致灰霉病的坏死性营养细菌）和疫霉属（Phytophthora）（一种致病霉菌），后者在 1840 年代爱尔兰马铃薯饥荒中引起了这种疾病。
野生型对灰葡萄孢和疫霉的抗性分别提高了56%和94%。然而，木霉实际上会增加某些基因型的疾病水平，通常在现代植物中。
Jaiswal 说：“我们已经看到野生型植物对有益真菌产生显着反应，生长和抗病能力增强。”“当我们跨领域转向国产品种时，我们看到效益减少了。”
该研究是通过霍格兰领导的番茄有机管理和改进项目（TOMI）进行的，目的是提高有机番茄的产量和抗病性。TOMI团队由美国农业部国家食品与农业研究所资助。其研究人员来自普渡大学、有机种子联盟、北卡罗来纳州立大学、威斯康星大学麦迪逊分校、北卡罗来纳A&T州立大学和俄勒冈州立大学。
霍格兰说，她的团队希望找出负责土壤微生物相互作用的野生型番茄基因，并将其重新引入现有品种中。我们的希望是保持种植者数千年来选择的性状，同时重新获得那些使植物更强壮、生产力更高的性状。
“植物和土壤微生物可以通过多种方式共存并互惠互利，但我们已经看到，为了某些性状而繁殖的植物打破了这种关系。在某些情况下，我们可以看到添加微生物实际上使某些驯化的番茄植物更容易受到疾病的影响，”霍格兰德说。“我们的目标是找到并恢复那些可以赋予这些植物很久以前存在的自然防御和生长机制的基因。”
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发布时间：2021年1月19日