Ininhinyero ng mga siyentipiko ang microbiome ng mga halaman sa unang pagkakataon, na pinalalakas ang pagkalat ng 'mabuti' bakterya na nagpoprotekta sa halaman mula sa sakit.
Hagdan-hagdang palayan – larawang naglalarawan. Credit ng larawan: Pixabay (Libreng lisensya ng Pixabay)
Ang mga natuklasan inilathala sa Nature Communications ng mga mananaliksik mula sa Unibersidad ng Southampton, China at Austria, ay maaaring makabuluhang bawasan ang pangangailangan para sa mga nakakapinsalang pestisidyo sa kapaligiran.
Lumalaki ang kamalayan ng publiko tungkol sa kahalagahan ng ating microbiome - ang napakaraming microorganism na naninirahan sa loob at paligid ng ating mga katawan, lalo na sa ating mga bituka. Ang aming mga microbiome sa bituka ay nakakaimpluwensya sa aming metabolismo, ang aming posibilidad na magkasakit, ang aming immune system, at maging ang aming kalooban.
Ang mga halaman ay nagho-host din ng malaking sari-saring bacteria, fungi, virus, at iba pang microorganism na nabubuhay sa kanilang mga ugat, tangkay, at dahon. Sa nakalipas na dekada, ang mga siyentipiko ay masinsinang nagsasaliksik ng mga microbiome ng halaman upang maunawaan kung paano nakakaapekto ang mga ito sa kalusugan ng halaman at sa kahinaan nito sa sakit.
"Sa unang pagkakataon, nagawa naming baguhin ang makeup ng microbiome ng halaman sa isang naka-target na paraan, na nagpapalakas sa bilang ng mga kapaki-pakinabang na bakterya na maaaring maprotektahan ang halaman mula sa iba, nakakapinsalang bakterya," sabi ni Dr Tomislav Cernava, co-author ng papel at Associate Professor sa Plant-Microbe Interactions sa University of Southampton.
"Ang tagumpay na ito ay maaaring mabawasan ang pag-asa sa mga pestisidyo, na nakakapinsala sa kapaligiran. Nakamit namin ito sa mga pananim na palay, ngunit ang balangkas na aming ginawa ay maaaring mailapat sa iba pang mga halaman at magbukas ng iba pang mga pagkakataon upang mapabuti ang kanilang microbiome. Halimbawa, ang mga mikrobyo na nagpapataas ng pagbibigay ng sustansya sa mga pananim ay maaaring mabawasan ang pangangailangan para sa mga sintetikong pataba."
Natuklasan ng international research team na ang isang partikular na gene na natagpuan sa lignin biosynthesis cluster ng tanim na palay ay kasangkot sa paghubog ng microbiome nito. Ang lignin ay isang kumplikadong polimer na matatagpuan sa mga dingding ng selula ng mga halaman - ang biomass ng ilang species ng halaman ay binubuo ng higit sa 30 porsyentong lignin.
Una, napagmasdan ng mga mananaliksik na kapag ang gene na ito ay na-deactivate, nagkaroon ng pagbaba sa populasyon ng ilang mga kapaki-pakinabang na bakterya, na nagpapatunay sa kahalagahan nito sa makeup ng komunidad ng microbiome.
Ang mga mananaliksik pagkatapos ay ginawa ang kabaligtaran, over-expressing ang gene kaya gumawa ito ng higit pa sa isang partikular na uri ng metabolite - isang maliit na molekula na ginawa ng host plant sa panahon ng metabolic proseso nito. Nadagdagan nito ang proporsyon ng mga kapaki-pakinabang na bakterya sa microbiome ng halaman.
Nang malantad ang mga engineered na halaman na ito Xanthomonas oryzae – isang pathogen na nagdudulot ng bacterial blight sa mga pananim na palay, sila ay higit na lumalaban dito kaysa sa wild-type na bigas.
Ang bacterial blight ay karaniwan sa Asya at maaaring humantong sa malaking pagkawala ng mga ani ng palay. Karaniwan itong kinokontrol sa pamamagitan ng paglalagay ng mga nakakaduming pestisidyo, kaya ang paggawa ng pananim na may proteksiyon na microbiome ay maaaring makatulong na palakasin ang seguridad sa pagkain at makatulong sa kapaligiran.
Sinisiyasat na ngayon ng pangkat ng pananaliksik kung paano nila maiimpluwensyahan ang pagkakaroon ng iba pang mga kapaki-pakinabang na mikrobyo upang i-unlock ang iba't ibang benepisyo sa kalusugan ng halaman.
Ang microbiome homeostasis sa mga dahon ng bigas ay kinokontrol ng isang precursor molecule ng lignin biosynthesis ay nai-publish sa Nature Communications at available online.
Source: University of Southampton
