这项突破性发现能否改变农业中的肥料实践？

来自约翰·英尼斯中心的研究发现可能会导致更环保的农业实践，潜在地使农民减少对肥料的使用。

大多数主要农作物的生长依赖于硝酸盐和磷酸盐肥料，但它们的过度使用对环境构成风险。

如果我们能够利用植物根部和土壤微生物之间的互惠关系来改善营养吸收，我们可能能够减少对合成肥料的依赖。

由米里亚姆·沙尔潘捷尔博士领导的团队识别出一种遗传突变，该突变发生在豆科植物扁豆（Medicago truncatula）的一种基因中，重新配置了植物的信号传导能力，从而加强了与固氮细菌（称为根瘤菌）和丛枝菌根真菌（AMF）的合作，这些微生物为植物根部提供磷。

这种合作关系称为内共生，发生在一个生物体生活在另一个生物体内部，允许豆科植物通过微生物捕获土壤中的养分，以交换糖分。

内共生伙伴关系在农业普遍采用面临的一个重大挑战是它们往往在贫瘠土壤中繁荣，这与当今的集约农业实践相抵触。

在《自然》杂志发表的一项研究中，实验显示，影响钙信号通路的基因突变即使在农业条件下也能改善内共生。

令人兴奋的是，研究团队还表明，这一基因突变在小麦的田间生长时促进了固氮细菌和AMF的定殖。

这一发现标志着在利用增强内共生关系作为关键作物（包括谷物和豆类）合成肥料的自然替代品方面的重大进展。

“我们的发现为促进可持续农业提供了巨大希望。我们发现的突变在农业背景中增强内共生的结果既出乎意料又令人兴奋，因为这为利用内共生体实现可持续作物生产打开了大门，同时减少对无机肥料的需求，”沙尔潘捷尔博士评论道。

“这一发现不仅广泛促进了对钙信号的理解，而且为经济重要作物的更加可持续生产提供了途径。”

沙尔潘捷尔博士团队的先前研究表明，根细胞核中的钙信号对于建立与有益的固氮细菌和AMF的根内共生至关重要。

这一研究阐明了这一基本信号机制，详细说明了钙波动如何调节被称为黄酮类化合物的产生，这些化合物增强内共生。

“我们的发现凸显了基础科学在解决社会问题中的重要作用，”沙尔潘捷尔博士总结道。

根内共生通过增强养分吸收和抗逆性为植物提供了实质性好处。对于开发高产、抗病害作物的需求日益增长，同时要减少肥料使用，以保护环境并降低农民成本。

通过与共生微生物改善关系，结合疾病抵抗和气候适应性与有效的养分吸收，是实现这一目标的关键。