Vores intensive landbrugssystemer er baseret på høje input af gødning og pesticider. Dette er skadeligt for miljøet og heller ikke bæredygtigt. Nøglespørgsmål i forskningen er således, hvordan vi sænker disse input, samtidig med at udbyttet af vores afgrøder opretholdes.
En lovende vej til at gøre det er at forsyne planter med gavnlige mikrober i marken. Men for at kunne gøre det med succes er vi nødt til at forstå den komplekse kemiske krydstale mellem partnerne. Vi studerer denne interaktion ved at se på rodekssudater i vores laboratorium.
Vi finder ud af, at rodekssudation er meget dynamisk. Det adskiller sig mellem plantearter, udviklingsstadier og også daglige tidspunkter. Planter reagerer også på tilstedeværelsen af forskellige slags mikrober ved at ændre deres metaboliske profil.
Fordi rodekssudater er næringsstoffer og signaler til det mikrobielle samfund, er det afgørende at studere ekssudationsprofiler for at forstå, hvordan planter interagerer med mikrober i deres miljø. Udviklingen inden for metabolomics, men også inden for næste generations sekventeringsteknologier, skubber virkelig området for plantemikrobiominteraktion fremad. Det er klart, at du har brug for en metabolomics workflow for at detektere forbindelsen eller forbindelserne af interesse i et givet system.
Og næste generations sekventeringsteknologier er virkelig afgørende for at forstå strukturen, men også funktionen af plantemikrobiomer. Det er også meget nyttigt at bruge specialiserede vækstsystemer eller forenklede vækstsystemer som det, vi præsenterer her, for at forstå de molekylære mekanismer i plantemikrobeinteraktioner. Vores system kan holdes sterilt, men vi kan også inokulere det med målmikroorganismer.
En udfordring, vi har, er at detektere metabolitter i lav koncentration i ekssudater. Hvis baggrunden er lav, er det nemt at gøre det. Hvis vi har et meget mere komplekst miljø som jord, så er det sværere.
En anden udfordring, der er uløst, er, når vi tilføjer mikrober til billedet. Så er det ikke muligt at skelne mellem forbindelsen produceret af planter eller af mikroberne. Vi udviklede et system, der er billigt og rimeligt nemt.
Dens sterile design giver mulighed for på hinanden følgende eksperimenter. Første plantemetabolitter kasseres. Derefter inokuleres planter med mikrober, og her evalueres ændringerne i metabolitprofilen.
Det giver også mulighed for vækst af forskellige plantearter i en længere periode. Så sammenfattende er dette system velegnet til mange applikationer.
