A tudósok először alakították ki a növények mikrobiomját, növelve ezzel a „jó” elterjedését. baktériumok amelyek megvédik a növényt a betegségektől.
Rizsteraszok – szemléltető fotó. Kép jóváírása: Pixabay (ingyenes Pixabay licenc)
Az eredmények kiadva Nature Communications a Southamptoni Egyetem (Kína és Ausztria) kutatói által jelentősen csökkenthetné a környezetromboló peszticidek iránti igényt.
A közvélemény egyre jobban tudatában van mikrobiómunk – a testünkben és a testünk körül, különösen a bélrendszerünkben élő mikroorganizmusok számtalan jelentőségének. A bélmikrobiómunk befolyásolja az anyagcserénket, a megbetegedések valószínűségét, az immunrendszerünket, és még a hangulatunkat is.
A növények is sokféle baktériumot, gombát, vírust és más mikroorganizmust tartalmaznak, amelyek gyökereikben, száraikban és leveleikben élnek. Az elmúlt évtizedben a tudósok intenzíven kutatták a növényi mikrobiomokat, hogy megértsék, hogyan hatnak a növény egészségére és betegségekkel szembeni sebezhetőségére.
„Első alkalommal sikerült célzottan megváltoztatnunk egy növény mikrobiómának összetételét, növelve a jótékony baktériumok számát, amelyek megvédhetik a növényt más, káros baktériumoktól” – mondja Dr. Tomislav Cernava, a szerző társszerzője. a tanulmány szerzője és a Southamptoni Egyetem növény-mikroba kölcsönhatások docense.
„Ez az áttörés csökkentheti a környezetre káros peszticidektől való függőséget. Ezt elértük a rizstermesztésben, de az általunk létrehozott keretrendszer alkalmazható más növényekre is, és más lehetőségeket is felszabadíthatna mikrobiomjuk javítására. Például azok a mikrobák, amelyek növelik a növények tápanyagellátását, csökkenthetik a szintetikus műtrágyák iránti igényt.”
A nemzetközi kutatócsoport felfedezte, hogy a rizsnövény lignin-bioszintézis-klaszterében található egy meghatározott gén részt vesz a mikrobióma kialakításában. A lignin egy összetett polimer, amely a növények sejtfalában található – egyes növényfajok biomasszája több mint 30 százalékban ligninből áll.
Először is, a kutatók megfigyelték, hogy amikor ezt a gént deaktiválták, bizonyos hasznos baktériumok populációja csökkent, megerősítve a mikrobiom közösség felépítésében betöltött fontosságát.
A kutatók ezután az ellenkezőjét tették, túlzottan expresszálták a gént, így az egy bizonyos típusú metabolitból többet termelt – egy kis molekulát, amelyet a gazdanövény termel az anyagcsere folyamatai során. Ez növelte a hasznos baktériumok arányát a növényi mikrobiomban.
Amikor ezek a mesterséges növények ki voltak téve Xanthomonas oryzae – egy kórokozó, amely bakteriális fertőzést okoz a rizsnövényekben, lényegesen ellenállóbbak voltak vele, mint a vad típusú rizs.
A bakteriális fertőzés gyakori Ázsiában, és a rizstermés jelentős csökkenéséhez vezethet. Általában szennyező peszticidek bevetésével ellenőrzik, így a védő mikrobiómával rendelkező növény termesztése elősegítheti az élelmezésbiztonságot és a környezet védelmét.
A kutatócsoport most azt vizsgálja, hogyan befolyásolhatják más jótékony mikrobák jelenlétét a növény-egészségügyi előnyök felszabadítása érdekében.
A rizsleveleken a mikrobiom homeosztázist a lignin bioszintézis prekurzor molekulája szabályozza ben kerül közzétételre Nature Communications és online elérhető.
Forrás: Southamptoni Egyetem
