21:14 2024-02-29 science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu

_ Vizarea microbilor semințelor pentru a îmbunătăți rezistența semințelor

_ Dirijarea microbilor de semințe pentru a îmbunătăți semințele rezistență

Fonio (Digitaria exilis), un tip de mei, este cea mai veche cultură indigenă din Africa de Vest și una dintre cerealele cu cea mai rapidă maturare. În ciuda randamentului său scăzut, combinația dintre maturarea rapidă și toleranța la secetă și capacitatea sa de a prospera în soluri sărace îl fac un model util pentru înțelegerea modului în care cerealele se pot adapta la condițiile viitoare ale schimbărilor climatice.

Din punct de vedere nutrițional, fonioul este comparabil. la alți mei, spune cercetătorul KAUST Naheed Tabassum, dar randamentele sunt mult mai mici decât culturile majore de cereale de orez, porumb și grâu. Tabassum consideră că fonioul ar putea completa culturile de bază pe fondul schimbărilor climatice și al provocărilor legate de deșertificare.

Tabassum și colegii săi, conduși de Heribert Hirt și Simon Krattinger, au investigat potențialul de a îmbunătăți fonio prin manipularea asocierii acestuia cu microbii din sol.

p>

Plantele cultivate în condiții aride se asociază și interacționează cu bacterii care le ajută să combată provocările abiotice. Hirt și grupul său sunt experți în interacțiunile plante-microbi și rolul lor în creșterea și dezvoltarea plantelor, absorbția nutrienților și protecția împotriva stresului biotic.

„Plantele evoluează în strânsă interacțiune cu partenerii microbieni, ceea ce este crucial pentru supraviețuirea și fitness-ul lor”, spune Hirt. „Deoarece semințele reprezintă blocajul pentru transmiterea verticală (de la planta-mamă) a comunităților microbiene potențial benefice, am încercat să dezvăluim rolul microbiomului semințelor de fonio în diferite condiții abiotice.”

Studiul lor a investigat bacteria. diversitatea endofitelor de semințe în 126 de grupuri genetice complet secvențiate de accesări de fonio din locații distincte din Africa de Vest.

Rolul bacteriilor endofitice în semințe a fost legat de creșterea și protecția plantelor, dar mecanismele specifice rămân de explicat detaliat. Rezultatele acestui studiu sugerează că endofitele asociate semințelor susțin promovarea creșterii plantelor prin disponibilitatea și asimilarea nutrienților. Studiile anterioare au arătat că endofitele din semințe produc inhibitori de biocontrol pentru a proteja de agenții patogeni.

Când au analizat microbiomii semințelor, cercetătorii au descoperit că meiul fonio are diverși taxoni endofitici de semințe ereditari. „În ciuda faptului că găsesc microbiomi diversi în fonio din locații geografice distincte, toate plantele de fonio au în comun un set de microbi, așa-numitul microbiom de bază, care joacă probabil funcții importante în metabolismul general al acestei cereale”, spune Hirt.

Pentru a testa dacă factorii de mediu au influențat compoziția microbiomilor semințelor, cercetătorii au adunat date meteorologice și ale solului (precipitații, temperatură, pH și structura solului) la locurile de colectare. Ei au descoperit o corelație între câțiva dintre acești parametri și diversitatea microbiană, ceea ce indică faptul că factorii de mediu pot afecta compoziția microbiană și transmiterea transgenerațională.

„Învelișul semințelor și țesutul de depozitare reprezintă microhabitate distincte”, explică Tabassum. „Transmiterea verticală a microbiotei pentru a întări descendența unei specii de plante deschide o nouă aplicație tehnologică în ameliorarea culturilor.”

„Ingineria microbilor semințelor ar putea fi utilizată pentru metaboliți ținți sau pentru a produce compuși antimicrobieni pentru a îmbunătăți biomasa plantelor. și randamentul în condiții de stres”, spune ea.

Studiul publicat recent oferă o dovadă a conceptului pentru a explica compoziția și diversitatea microbiomilor de fonio asociate semințelor dintr-o serie de locații.

În ceea ce ei cred că este o premieră mondială, echipa a efectuat studii de asociere la nivel de genom (GWAS) ale celor 126 de accesări de fonio pentru a identifica loci genetici asociați cu diversitatea endofitelor semințelor. Acest lucru a condus la identificarea unui număr de gene cunoscute și noi care par să influențeze diversitatea comunităților microbiene din diferite accesări de fonio, sugerând că diferite grupuri de fonio reglează genetic, de asemenea, compoziția microbiomilor lor de semințe.

„Deși cercetarea microbiomului semințelor este la început, munca noastră arată că are un mare potențial de a ne progresa înțelegerea interacțiunii plante-microbiom-mediu și în ingineria microbiomului semințelor a culturilor”, spune Hirt.

”. Acest studiu a identificat microbiomul semințelor ca o țintă potențială pentru îmbunătățirea rezistenței culturilor la stresul climatic într-un mod durabil”, conchide el.

Cercetarea este publicată în revista Microbiome.

(Fluierul)

Inapoi