I nostri sistemi di agricoltura intensiva si basano su elevati apporti di fertilizzanti e pesticidi. Questo è dannoso per l'ambiente e non è sostenibile. Pertanto, le domande chiave nella ricerca sono come ridurre questi input mantenendo la resa delle nostre colture.
Una strada promettente per farlo è quella di fornire alle piante microbi benefici sul campo. Tuttavia, per essere in grado di farlo con successo, dobbiamo comprendere il complesso crosstalk chimico tra i partner. Studiamo questa interazione osservando gli essudati radicali nel nostro laboratorio.
Troviamo che l'essudazione radicolare è molto dinamica. Differisce tra le specie vegetali, gli stadi di sviluppo e anche i punti temporali diurni. Le piante reagiscono anche alla presenza di diversi tipi di microbi modificando il loro profilo metabolico.
Poiché gli essudati radicali sono nutrienti e segnali per la comunità microbica, lo studio dei profili di essudazione è fondamentale per capire come le piante interagiscono con i microbi nel loro ambiente. Gli sviluppi della metabolomica, ma anche delle tecnologie di sequenziamento di nuova generazione, spingono davvero in avanti il campo dell'interazione tra microbioma vegetale. Ovviamente, è necessario un flusso di lavoro metabolomico per rilevare il composto o i composti di interesse in un determinato sistema.
E le tecnologie di sequenziamento di nuova generazione sono davvero essenziali per comprendere la struttura, ma anche la funzione dei microbiomi vegetali. Inoltre, è molto utile utilizzare sistemi di crescita specializzati o sistemi di crescita semplificati come quello che presentiamo qui per comprendere i meccanismi molecolari delle interazioni tra microbi vegetali. Il nostro sistema può essere mantenuto sterile, ma possiamo anche inocularlo con microrganismi bersaglio.
Una sfida che abbiamo è quella di rilevare i metaboliti in bassa concentrazione negli essudati. Se lo sfondo è basso, è facile farlo. Se abbiamo un ambiente molto più complesso come il suolo, allora è più difficile.
Un'altra sfida irrisolta è quando aggiungiamo microbi al quadro. Quindi non è possibile distinguere tra il composto prodotto dalle piante o dai microbi. Abbiamo sviluppato un sistema a basso costo e ragionevolmente facile.
Il suo design sterile consente esperimenti consecutivi. I primi metaboliti vegetali vengono scartati. Quindi le piante vengono inoculate con microbi e qui vengono valutati i cambiamenti nel profilo dei metaboliti.
Consente inoltre la crescita di diverse specie vegetali per un lungo periodo di tempo. Quindi, in sintesi, questo sistema è adatto a molte applicazioni.
