تعتمد أنظمتنا الزراعية المكثفة على مدخلات عالية من الأسمدة والمبيدات الحشرية. هذا ضار بالبيئة وغير مستدام أيضا. وبالتالي ، فإن الأسئلة الرئيسية في البحث هي كيفية خفض هذه المدخلات مع الحفاظ على غلة محاصيلنا.
أحد السبل الواعدة للقيام بذلك هو تزويد النباتات بالميكروبات المفيدة في هذا المجال. ومع ذلك ، لكي نتمكن من القيام بذلك بنجاح ، نحتاج إلى فهم الحديث الكيميائي المعقد بين الشركاء. ندرس هذا التفاعل من خلال النظر في إفرازات الجذر في مختبرنا.
نجد أن نضح الجذر ديناميكي للغاية. وهو يختلف بين الأنواع النباتية ومراحل النمو وكذلك النقاط الزمنية النهارية. تتفاعل النباتات أيضا مع وجود أنواع مختلفة من الميكروبات عن طريق تغيير ملفها الأيضي.
نظرا لأن إفرازات الجذور هي مغذيات وإشارات إلى المجتمع الميكروبي ، فإن دراسة ملامح النضح أمر بالغ الأهمية لفهم كيفية تفاعل النباتات مع الميكروبات في بيئتها. التطورات في الأيض ، ولكن أيضا في تقنيات تسلسل الجيل التالي تدفع حقا مجال تفاعل ميكروبيوم النبات إلى الأمام. من الواضح أنك بحاجة إلى سير عمل الأيض للكشف عن المركب أو المركبات ذات الأهمية في نظام معين.
وتقنيات تسلسل الجيل التالي ضرورية حقا في فهم البنية ، ولكن أيضا وظيفة الميكروبات النباتية. أيضا، من المفيد جدا استخدام أنظمة نمو متخصصة أو أنظمة نمو مبسطة مثل تلك التي نقدمها هنا لفهم الآليات الجزيئية لتفاعلات الميكروبات النباتية. يمكن أن يبقى نظامنا معقما ، ولكن يمكننا أيضا تلقيحه بالكائنات الحية الدقيقة المستهدفة.
أحد التحديات التي نواجهها هو اكتشاف المستقلبات ذات التركيز المنخفض في الإفرازات. إذا كانت الخلفية منخفضة ، فمن السهل القيام بذلك. إذا كانت لدينا بيئة أكثر تعقيدا مثل التربة ، فسيكون الأمر أكثر صعوبة.
التحدي الآخر الذي لم يتم حله هو عندما نضيف الميكروبات إلى الصورة. ثم لا يمكن التمييز بين المركب الذي تنتجه النباتات أو الميكروبات. قمنا بتطوير نظام منخفض التكلفة وسهل إلى حد معقول.
تسمح تصميماتها المعقمة بإجراء تجارب متتالية. يتم التخلص من المستقلبات النباتية الأولى. ثم يتم تلقيح النباتات بالميكروبات ، وهنا يتم تقييم التغييرات في ملف الأيض.
كما يسمح بنمو أنواع نباتية مختلفة لفترة طويلة من الزمن. باختصار ، هذا النظام مناسب تماما للعديد من التطبيقات.
