«Больше века было как мы знаем, что фабрики воздействуют на состав собственного микробиома земли, частично при помощи выпуска метаболитов в землю, окружающую их корни», заявила Berkeley Lab постдокторский исследователь Катерина Жальнина, ведущий создатель изучения. «До сих пор, но, не подразумевалось, соответствовало ли содержание этого коктейля, выпущенного фабриками, питающимся предпочтениям микробов земли методом, каковые разрешат фабрикам вести развитие собственного внешнего микробиома».Изучение, «Динамическая микробные выпота предпочтения и химия корня основания ведут образцы на rhizosphere микробном собрании сообщества», было легко размещено в издании Nature Microbiology. Соответствующие авторы были учеными Berkeley Lab Трентом Нортэном и Эоин Броди.
Микробы в земле улучшают свойство фабрик поглотить питательные вещества и сопротивляться засухе, болезни и вредителям. Они получают углеродного преобразования земли, затрагивая количество углерода, сохраненного в земле либо выпущенного в воздух как углекислый газ. Уместность этих функций к климату и сельскому хозяйству отмечается очень прежде.
Всего один грамм земли содержит десятки тысяч микробных разновидностей. Ученые в далеком прошлом знали о том, фабрики воздействуют на состав микробиома земли в области, окружающей их корни, отсылая химикаты (метаболиты). Предшествующая работа Мэри Фирестоун, ученого свойства Berkeley Lab и учителя микробиологии в УКЕ Беркли, продемонстрировала, что фабрики последовательно выбирали либо подавляли те же самые типы микробов со временем в зоне корня, предлагая некую форму синхронизации между развитием микробиома и заводом.Все же мало изучения вошло в отношения между определенными метаболитами что микробы и выпуск заводов, потребляющие их.
Новое изучение примирило специалистов в науке земли, микробной и геномика завода и metabolomics, дабы изучить эти потенциальные метаболические связи. Их изучение пристально изучило rhizosphere однолетней травы (Avena бородатый), распространенный в Калифорнии и другие средиземноморские экосистемы.Команда Berkeley Lab ощущала, что время было готово к тому, что сделало так. Потому, что давление увеличивается для фермеров, дабы вырастить достаточно здоровых зерновых культур, дабы удовлетворить потребности растущего населения, и для новых стратегий землеустройства, каковые улучшают углеродное хранение земли, дабы уменьшить атмосферный CO2 и произвести здоровые земли, микробиом земли – предмет большего количества всестороннего научного изучения чем когда-либо прежде.
Исследователи собираются определять отношения между микробами, каковые последовательно цвели около метаболитов и широких масс, выпущенных заводом. Их первый ход должен был собрать землю с Изучения Хопленда Дополнительного Центра и Калифорнийского университета в северной Калифорнии.
Броди, помощник директора Экосистемы и Научного Подразделения Климата Berkeley Lab и его группы применял то, что они знали об образах судьбы этих бактерий земли, дабы развивать специальную микробную питательную среду, дабы вырастить много разных бактериальных разновидностей. Они тогда выбрали подмножество, которое либо процветало либо уменьшилось, потому, что корни выросли через землю.Эту коллекцию микробов тогда отправили в Joint Genome Institute (JGI), Офис САМКИ Научного Пользовательского Средства, где их геномы были упорядочены, дабы дать представления относительно того, из-за чего их ответы на корни отличались.
Данный анализ высказал предположение, что ключ к успеху для микробов, каковые процветали в rhizosphere, был их диетой.Northen, научный сотрудник в Экологическом Подразделении Биологии Геномики и Совокупности Berkeley Lab, очарован химией микробиомов, и его несколько развивала передовые основанные на весов-спектрометрии подходы exometabolomic, дабы растолковать метаболические сотрудничества между организмами.
Zhalnina и Northen объединили их экспертные знания, дабы выяснить то, что более успешные микробы, окружающие корни трав Avena, предпочли имеется.Применяя гидропонную установку в JGI, они загрузили фабрики в разных стадиях развития в воде, дабы стимулировать их, дабы источать их метаболиты, после этого измерили метаболиты, производимые фабриками, применяя весов-спектрометрию. Потом, культурные микробы земли питались коктейль метаболитов корня, и исследователи применяли весов-спектрометрию, дабы выяснить, что микробы предпочли что метаболиты.
Они нашли, что микробы, каковые процветали в области около корней растения, предпочли диету, более богатую органическими кислотами, чем менее успешные микробы в сообществе.«Рано в его цикле роста, завод создаёт большое количество сахара, ‘леденца’, как что мы находим многие микробы», сообщил Нортэн. «Потому, что завод начинается, он производит более разнообразную смесь метаболитов, включая фенолические кислоты. То, что мы нашли, – то, что микробы, каковые становятся более изобилующими rhizosphere, являются теми, каковые смогут применять эти ароматические метаболиты».Броди обрисовывает эти фенолические кислоты как весьма определенные комплексы, выпущенные фабриками в течение их развития.
Фенолические кислоты довольно часто связываются с обороноспособностью завода либо коммуникацией микроба завода. Это показывает Броди, что, потому, что они устанавливают микробное сообщество в rhizosphere, фабрики имели возможность источать метаболиты как фенолические кислоты, дабы оказать помощь им управлять типами микробов, процветающих около их корней.«Мы думали в течение продолжительного времени, что фабрики устанавливают rhizosphere самое подходящее для развития и своего роста», сообщил Броди. «Потому, что имеется столько разных типов микробов в земле, в случае если фабрики производят легко химикат, это имело возможность бы быть вредно для их здоровья.
«Руководя типами микробов, каковые процветают около их корней, фабрики имели возможность пробовать обезопасисть себя от менее дружелюбных вредных микроорганизмов, продвигая другие микробы, каковые стимулируют питательную поставку».Zhalnina, Кремень для высекания огня, Northen и Brodie считают, что у их результатов имеется громадный потенциал, дабы оказывать влияние на дополнительное научное и прикладное изучение.
Zhalnina показывает, что большое количество научных изучений идет на данный момент полным ходом промышленностью и правительством, дабы применять силу микробов, каковые улучшают качество почвы и урожай завода, дабы оказать помощь удовлетворить растущий спрос общества на стабильную поставку продовольствия.Она сообщила, «Захватывающе, что мы можем возможно применять собственную химию завода, дабы оказать помощь кормить удачные микробы в земле.
Прирост населения, в особенности, создал спрос на идентификацию более надежных способов руководить микробиомом земли для благоприятного результата».