隨著氣候暖化、環境惡化、人口增加,全球農作物產量未來可能面臨糧食短缺境況,因此科學家除了宣傳改變飲食習慣,也希望加速生物技術的開發與應用,突破產量瓶頸。英國伯明罕大學團隊近日發明一種新型合成聚合物,能促進細菌於作物幼苗根部形成蓬勃生態系統,養出更強壯、更健康的植物,帶來更高作物產量。
在自然界中,幼苗根部與土壤中的微生物群落(真菌、細菌、病毒)形成互惠互利關係,能交換養分使植物和微生物都繁衍生息,此時幼苗正與時間賽跑,必須在種子養分和能量儲存耗盡之前達到自給自足生長。
伯明罕大學 Tim Overton 與 Francisco Fernandez-Trillo 團隊為此投入 4 年研究聚合物如何與細菌相互作用,並合成出基於 acylhydrazone 的新型合成聚合物,能充當「支架」刺激微生物群落加速形成。
隨後研究結果顯示,聚合物除了聚集細菌改善生物膜形成外,該過程也完全可逆,即能透過改變環境條件來分解生物膜。
團隊表示這種聚合物可塗在種子表面,與土壤中天然細菌(如枯草桿菌)一起作用,當種子發芽,細菌就可以在聚合物提供的安全環境中生長,最終產生更強壯的植物,它們生長得更快,且對農作物疾病有更強抵抗力。