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Aug 04, 2023

토종 rhizobia는 접종원을 능가할 수 있습니다

공생적 질소 고정은 알팔파와 뿌리줄기 박테리아 사이의 사업 거래와 같습니다. 알팔파는 뿌리에 있는 결절에 뿌리줄기균이 살도록 하고, 활동하는 동안 생성된 영양분을 박테리아에 공급합니다.

공생적 질소 고정은 알팔파와 뿌리줄기 박테리아 사이의 사업 거래와 같습니다. 알팔파는 뿌리 줄기에 뿌리 줄기를 형성하고 광합성 과정에서 생성된 영양분을 박테리아에 공급합니다. 그 대가로 rhizobia는 대기 중의 유기질소를 알팔파가 이용할 수 있는 무기질 형태로 전환합니다.

알팔파와 뿌리줄기는 특히 좋은 비즈니스 파트너입니다. Midwest Forage Association의 Forage Focus 최근호에서 North Dakota 주립 대학의 Barney Geddes는 대두와 건조 콩과 같은 콩과 식물이 공생 질소 고정을 통해 각각 대략 80%와 50%의 질소 요구량을 얻는다고 말합니다. 알팔파는 이 과정을 통해 거의 모든 질소 요구량을 충족할 수 있습니다.

즉, 모든 rhizobia가 거래의 목적을 달성하는 것은 아닙니다. Geddes는 자연적으로 발생하는 rhizobia가 알팔파에 질소를 공급하는 다양한 능력을 가지고 있다고 지적합니다. 자주개자리 종자를 접종하면 이들 식물과 박테리아 사이의 더 나은 관계를 촉진하는 데 도움이 될 수 있지만 때로는 상업용 접종제가 이미 토양에 있는 자생 뿌리줄균과 경쟁하지 못하는 경우도 있습니다.

"이것은 토착 뿌리줄기가 이미 지역 환경에서 번성할 수 있도록 잘 적응했기 때문입니다"라고 Geddes는 설명합니다. "지역 토양에서 사용할 수 있는 다양한 뿌리 줄기 중에서 일부는 식물 유전학과의 상호 작용을 통해 심은 특정 알팔파 품종을 식민지화하는 데 더 나을 수도 있습니다."

게다가 알팔파 식물과 관련된 근경의 유형은 시간이 지남에 따라 바뀔 수 있습니다. "따라서 접종제가 설립 연도에 결절에 들어가더라도 다음 해에는 경쟁적이고 덜 효과적인 근경증으로 빠르게 대체될 수 있습니다"라고 Geddes는 덧붙입니다.

Rhizobia 연구

일부 유형의 뿌리줄기가 다른 유형보다 알팔파의 질소를 더 잘 고정하는 이유에 대한 명확한 대답은 없습니다. 게데스는 박테리아가 식물로부터 광합성 물질을 축적하고 그에 대한 대가를 거의 제공하지 않음으로써 그 과정을 조작할 수 있다고 제안합니다. 특정 분야의 토종 뿌리줄기는 알팔파 이외의 콩과 식물에 더 잘 적응할 수도 있습니다.

"예를 들어 완두콩의 뿌리줄기는 알팔파와 결절을 형성할 수 없고 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 알팔파와 동일한 유형의 뿌리줄기와 연관성을 형성할 수 있는 다른 콩과식물도 있습니다"라고 Geddes는 말합니다. .

이러한 가설은 현재 National Alfalfa and Forage Alliance가 자금을 지원하는 연구에서 테스트되고 있습니다. 노스다코타 전역의 알팔파 임분에서 500종 이상의 뿌리줄기가 분리되었으며 식물의 다양성과 연령이 다양합니다. Geddes는 입분들이 뿌리 마디 형성을 억제할 수 있는 두 가지 토양 특성인 토양 pH와 염도 범위를 나타내기도 한다고 말합니다.

Geddes는 “우리는 식물에 질소를 공급하고 좋은 결절 형성을 위해 토종 뿌리줄기와 경쟁하는 엘리트 능력을 모두 보여주는 몇 가지 고성능 뿌리줄기를 식별하기를 희망합니다.”라고 말했습니다. 이 rhizobia는 접종 현장 시험에 사용될 것입니다.

"이 접근 방식의 향후 구현에는 개별 품종이나 특정 토양 유형에 맞게 rhizobium 접종제를 조정하는 것이 포함될 수 있습니다."라고 Geddes는 결론지었습니다. "우리는 이 연구 과정에서 이러한 각 요인이 어떤 rhizobia가 가장 잘 수행되는지에 얼마나 많은 영향을 미치는지에 대한 통찰력을 얻을 것으로 기대합니다."