Nossos sistemas agrícolas intensivos são baseados em altos insumos de fertilizantes e pesticidas. Isso é prejudicial ao meio ambiente e também não é sustentável. Assim, as principais questões em pesquisa são como reduzir esses insumos mantendo a produtividade de nossas culturas.
Um caminho promissor para fazer isso é fornecer às plantas micróbios benéficos no campo. No entanto, para podermos fazer isso com sucesso, precisamos entender o complexo crosstalk químico entre os parceiros. Estudamos essa interação observando exsudatos radiculares em nosso laboratório.
Descobrimos que a exsudação da raiz é muito dinâmica. Difere entre espécies vegetais, estágios de desenvolvimento e também pontos de tempo diurnos. As plantas também reagem à presença de diferentes tipos de micróbios, alterando seu perfil metabólico.
Como os exsudatos radiculares são nutrientes e sinais para a comunidade microbiana, estudar perfis de exsudação é crucial para entender como as plantas interagem com os micróbios em seu ambiente. Os desenvolvimentos em metabolômica, mas também em tecnologias de sequenciamento de próxima geração realmente impulsionam o campo da interação do microbioma vegetal. Obviamente, você precisa de um fluxo de trabalho metabolômico para detectar o composto ou os compostos de interesse em um determinado sistema.
E as tecnologias de sequenciamento de próxima geração são realmente essenciais para entender a estrutura, mas também a função dos microbiomas vegetais. Além disso, é muito útil usar sistemas de crescimento especializados ou sistemas de crescimento simplificados como o que apresentamos aqui para entender os mecanismos moleculares das interações entre micróbios vegetais. Nosso sistema pode ser mantido estéril, mas também podemos inocular com microrganismos-alvo.
Um desafio que temos é detectar metabólitos em baixa concentração em exsudatos. Se o fundo é baixo, então é fácil fazê-lo. Se temos um ambiente muito mais complexo, como o solo, é mais difícil.
Outro desafio que não é resolvido é quando adicionamos micróbios à imagem. Então não é possível distinguir entre o composto produzido pelas plantas ou pelos micróbios. Desenvolvemos um sistema de baixo custo e razoavelmente fácil.
Seus desenhos estéreis permitem experimentos consecutivos. Os primeiros metabólitos vegetais são descartados. Em seguida, as plantas são inoculadas com micróbios, e aqui as mudanças no perfil do metabólito são avaliadas.
Também permite o crescimento de diferentes espécies de plantas por um longo período de tempo. Então, em resumo, este sistema é adequado para muitas aplicações.
