우리의 집약적 농업 시스템은 비료와 살충제의 많은 투입을 기반으로 합니다. 이것은 환경에 해롭고 지속 가능하지도 않습니다. 따라서 연구의 핵심 질문은 작물의 수확량을 유지하면서 이러한 투입량을 줄이는 방법입니다.
이를 위한 한 가지 유망한 방법은 현장에서 식물에 유익한 미생물을 공급하는 것입니다. 그러나 이를 성공적으로 수행하려면 파트너 간의 복잡한 화학적 혼선을 이해해야 합니다. 우리는 실험실에서 뿌리 삼출물을 관찰하여 이 상호 작용을 연구합니다.
우리는 뿌리 삼출이 매우 역동적이라는 것을 알았습니다. 그것은 식물 종, 발달 단계 및 일주일 시점에 따라 다릅니다. 식물은 또한 신진대사 프로필을 변화시킴으로써 다양한 종류의 미생물의 존재에 반응합니다.
뿌리 삼출물은 미생물 군집에 대한 영양분이자 신호이기 때문에 삼출물 프로파일을 연구하는 것은 식물이 환경에서 미생물과 상호 작용하는 방식을 이해하는 데 중요합니다. 대사체학뿐만 아니라 차세대 염기서열 분석 기술의 발전은 식물 마이크로바이옴 상호 작용 분야를 실제로 발전시키고 있습니다. 분명히, 주어진 시스템에서 화합물 또는 관심 화합물을 검출하기 위해서는 대사체학 워크플로우가 필요합니다.
그리고 차세대 염기서열 분석 기술은 식물 마이크로바이옴의 구조뿐만 아니라 기능을 이해하는 데 매우 중요합니다. 또한 식물 미생물 상호 작용의 분자 메커니즘을 이해하기 위해 여기에 제시된 것과 같은 특수 성장 시스템 또는 단순화된 성장 시스템을 사용하는 것이 매우 유용합니다. 당사의 시스템은 멸균 상태로 유지될 수 있지만 표적 미생물을 접종할 수도 있습니다.
우리가 직면한 한 가지 과제는 삼출물에서 낮은 농도의 대사 산물을 검출하는 것입니다. 배경이 낮으면 쉽게 할 수 있습니다. 토양과 같은 훨씬 더 복잡한 환경이 있다면 더 어렵습니다.
해결되지 않은 또 다른 문제는 그림에 미생물을 추가하는 경우입니다. 그러면 식물에 의해 생성되는 화합물과 미생물에 의해 생성되는 화합물을 구별할 수 없다. 우리는 저렴하고 합리적으로 쉬운 시스템을 개발했습니다.
멸균 설계로 연속 실험이 가능합니다. 먼저 식물 대사 산물이 버려집니다. 그런 다음 식물에 미생물을 접종하고 여기에서 대사 산물 프로필의 변화를 평가합니다.
또한 오랜 기간 동안 다양한 식물 종의 성장을 허용합니다. 요약하자면, 이 시스템은 많은 응용 분야에 적합합니다.
