A rizoszféra mikrobioma szisztematikusan alakíthatja és szabályozhatja a gyökérváladékot

A gyökerek növényi szervek, amelyek általában vizet és ásványi anyagokat szívnak fel a talajból. Kevésbé ismert, hogy a gyökerek metabolitokat is kiválasztanak, úgynevezett gyökérváladékok, amelyek közvetlenül befolyásolják a talaj tulajdonságait a gyökér körül. Ezt a vékony talajréteget rizoszférának nevezik, és gazdag mikrobiális sokféleségnek ad otthont, a gyökér mikrobiota. Bizonyos váladékok előállításával, a növények saját hasznukra kommunikálnak és irányítják a rizoszférájuk mikrobiális életét. Most, kutatók felfedezték, hogy ez nem egyirányú folyamat. A paradicsomnövények vizsgálata során azt találták, hogy a mikrobiota szisztematikusan alakíthatja és szabályozhatja a gyökérváladékot is.

Ha ökológiai hotspotokra gondolunk, a gyökerek és az őket körülvevő föld talán nem jutnak azonnal eszünkbe. Azonban, pontosan ez a vidék, a rizoszféra, az egyik legösszetettebb ökoszisztéma a Földön. Búvár mikrobiotikus közösséget tartogat, köztük számos baktérium, gombák és archaea, biokémiai vegyületekben gazdag környezetben virágzik, amelyeket a rizoszféra magjában lévő növényi gyökerek bocsátanak ki.

A növények szabályozzák a rizoszféra mikrobiotáját, és gyökérváladékuk révén alakítják a talaj fizikai és kémiai tulajdonságait. Ugyanabban az időben, jól ismert, hogy a gyökerek érzékelik a rizoszféra változásait, és szisztémás válaszokat váltanak ki a kórokozók elleni védekezésre vagy a tápanyag -hozzáférhetőség változásaihoz való alkalmazkodásra. Ennek ellenére, még sok nyitott kérdés van a mikrobiota dinamikájával és magára a gyökérre gyakorolt ​​hatásával kapcsolatban, és nem volt világos, hogyan, vagy egyáltalán, a rizoszféra mikrobiota befolyásolja a gyökérváladékot. Dr. Elisa Korenblum vezette nemzetközi kutatócsoport, az izraeli Weizmann Tudományos Intézet tudósa, Dr. Jedrzej Szymanski -val együttműködve a Gaterslebeni Leibniz Intézet IPK -ból, nemrégiben felvette ezt a kérdést, miközben a paradicsomnövények gyökereit vizsgálta.

Dr. Korenblum és csapata osztott gyökérrel végzett kísérleteket hajtottak végre és elemeztek, ahol minden növény gyökereinek fele mikrobiómában gazdag talajnak volt kitéve, másik felét steril és biokémiai környezeti körülmények között termesztettük. Ez lehetővé tette számukra, hogy megvizsgálják a különböző mikrobiális közösségek hatását a helyi gyökérrendszerre, valamint a szisztémás változások a távoli gyökerekben, új mikroorganizmusok jelenlétének előrejelzésében. Dr. Szymanski, a Hálózati elemzési és modellezési csoport vezetője, nyomon követte a biokémiai és génexpressziós jelek összetett hálózatát, amely szabályozza ezt a mikrobiom-gyökér kommunikációt és azok terjedését a származási helytől a távoli gyökerekig. Felfedezték, hogy a paradicsom rizoszféra mikrobiomja közvetlenül befolyásolhatja a gyökerek és a gyökérváladékok kémiai összetételét egy szisztémás gyökér-gyökér jelzőmechanizmus révén. Például, a Bacillus nemzetség baktériumai használják ezt az eljárást, amelyet a tudósok a metabolitok rendszerileg indukált gyökérváladékának (SIREM) neveztek, az acilcukrok szekréciójának kiváltására az egész gyökérrendszerben.

A SIREM felfedezése az első lépés a komplex növényi gyökér-mikrobiális kapcsolatot átfogó szabályozási hálózat kibontása felé. Valószínű, hogy a SIREM folyamat a gyökér-mikrobiota kölcsönhatások kulcsfontosságú jellemzője a rizoszférában, és hogy a mikrobiómába átprogramozott szisztémás gyökérváladék elősegíti a talaj kondicionálását. A SIREM szabályozó szerepének és gyakoriságának pontos mértékét még nem határozták meg.

• A metformin segíthet a szivárgó bélben
• A genomi szekvenálási technika segíti a bél mikrobiota megértését egy -egy sejtben