在同一块土地上种植多种植物品种以提高抗病能力是一种长期的农业实践,但可能会产生不可预测的结果。

抗病水稻和小麦植物可能会调节邻近植物的疾病易感性

法国蒙彼利埃国家农业、食品和环境研究所的Jean-BenoitMorel及其同事于9月12日在开放获取期刊PLOSBiology上发表的一项研究表明,植物与植物之间的相互作用可能会赋予小麦和水稻的疾病免疫力。

当健康的同种邻近植物调节基础免疫力和对病原体的易感性时,就会出现邻近调节敏感性(NMS)。然而,NMS还不太被理解。

为了评估NMS减少植物病原体传播的潜力,研究人员测量了200个水稻和硬粒小麦品种的疾病易感性。他们选择了一组由选择性培育的品种组成的基因型,以及一组来自未经现代选择的群体的基因型。在受控温室条件下在盆中生长的同种品种混合物对用真菌叶病原体接种,并在任何可能的病原体传播之前监测疾病易感性。

使用统计模型,作者能够量化NMS的相关性以及邻近效应对品种混合物中病原体易感性的相对贡献。

研究人员发现了23种同种混合物(~11%),其中植物间相互作用调节疾病易感性,这表明邻近调节易感性是一种相对常见的现象。他们观察到邻居的积极和消极影响,表明植物与植物相互作用的后果可能是可变的。

该研究有一些局限性,例如仅测试了水稻和小麦两种作物。未来的其他研究可能包括田间试验,将植物置于一系列室外条件下,而不是在温室中种植。

作者表示,“这些发现开辟了新的途径,通过设计不易受影响的作物混合物来开发更可持续的农业实践,这要归功于混合物的新兴但现在可预测的特性。我们的研究表明,植物与植物之间的相互作用对病原体易感性的间接影响可以可用于设计具有嵌入式作物保护功能的品种混合物。”

莫雷尔补充道,“在动物中,特别是在动物群中,人们经常观察到个体会根据邻居的情况调整自己的功能,这种方式有利于群体,但不一定有利于每个个体。这项工作表明,这种现象存在于植物中,在这种情况下,表明植物在群体水平上调节其免疫力,为作物和生态研究开辟了新的视角。”