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食用豆類作物是人類飲食的重要組成部分,也是家畜的飼料之一,可通過生物固氮來補(bǔ)充土壤肥力。目前全球范圍內(nèi)的豆類食品需求正在不斷增加,因為它們可補(bǔ)充人類對蛋白質(zhì)需求,并且擁有高比例的可消化蛋白質(zhì)。然而氣候變化加劇了干旱的頻率和強(qiáng)度,造成嚴(yán)重的生產(chǎn)限制,尤其是在大多數(shù)豆類生長的雨養(yǎng)地區(qū)。與其他作物一樣,過去半個世紀(jì)豆類植物的遺傳改良主要是基于系譜和性能的選擇。
植物依靠土壤中的水分、營養(yǎng)物以及葉片的光合作用等完成能量代謝和生長發(fā)育。同時,植物因為無法移動而可能面臨營養(yǎng)缺乏、紫外線、高溫、干旱、病原微生物入1侵等多種逆境脅迫。植物能夠在面臨多種“危機(jī)”的環(huán)境中正常成長和完成生活史,不僅僅依靠自身的遺傳發(fā)育系統(tǒng)以及進(jìn)化出的應(yīng)對環(huán)境脅迫的能力,同時還和與其共存的無數(shù)微生物相關(guān)。
現(xiàn)在已知微生物群中除了少數(shù)微生物對植物有害(如病原微生物造成植物病害)或者有益(如根瘤菌可以和豆科植物根部共生,并將空氣中的氮轉(zhuǎn)化為植物可吸收的含氮化合物),其它絕大多數(shù)與植物共存的微生物的作用還不清楚。