המערכות החקלאיות האינטנסיביות שלנו מבוססות על תשומות גבוהות של דשנים וחומרי הדברה. זה מזיק לסביבה וגם לא בר קיימא. לכן, שאלות מפתח במחקר הן כיצד להוריד תשומות אלה תוך שמירה על היבול של הגידולים שלנו.
אחת הדרכים המבטיחות לעשות זאת היא לספק לצמחים מיקרובים מועילים בשדה. עם זאת, כדי שנוכל לעשות זאת בהצלחה, עלינו להבין את ההצלבה הכימית המורכבת בין השותפים. אנו חוקרים את האינטראקציה הזו על-ידי התבוננות בהפרשות שורש במעבדה שלנו.
אנו מוצאים כי הפרשה שורשית היא דינמית מאוד. זה שונה בין מיני צמחים, שלבי התפתחות, וגם נקודות זמן יומיות. צמחים גם מגיבים לנוכחות של סוגים שונים של מיקרובים על-ידי שינוי הפרופיל המטבולי שלהם.
מאחר שהפרשת שורשים היא חומרי מזון ואותות לקהילת המיקרובים, חקר פרופילי הפרשה חיוני כדי להבין כיצד צמחים מתקשרים עם מיקרובים בסביבתם. התפתחויות במטבולומיקה, אך גם בטכנולוגיות ריצוף של הדור הבא, באמת דוחפות קדימה את תחום האינטראקציה בין מיקרוביום צמחי. ברור, אתה צריך זרימת עבודה metabolomics כדי לזהות את התרכובת או תרכובות של עניין במערכת נתונה.
וטכנולוגיות ריצוף הדור הבא חיוניות באמת להבנת המבנה, אבל גם לתפקוד המיקרוביום של צמחים. כמו כן, מועיל מאוד להשתמש במערכות גידול מיוחדות או במערכות גידול פשוטות כמו זו שאנו מציגים כאן כדי להבין את המנגנונים המולקולריים של אינטראקציות בין מיקרואורגניזמים צמחיים. המערכת שלנו יכולה להישמר סטרילית, אבל אנחנו יכולים גם לחסן אותה עם מיקרואורגניזמים מטרה.
אתגר אחד שיש לנו הוא לזהות מטבוליטים בריכוז נמוך בהפרשות. אם הרקע נמוך, אז זה קל לעשות את זה. אם יש לנו סביבה הרבה יותר מורכבת כמו אדמה, אז זה יותר קשה.
אתגר נוסף שאינו פתור הוא כאשר אנו מוסיפים מיקרובים לתמונה. אז אי אפשר להבחין בין התרכובת שמיוצרת על-ידי צמחים או על-ידי מיקרובים. פיתחנו מערכת שהיא זולה וקלה למדי.
עיצוביו הסטריליים מאפשרים ניסויים רצופים. מטבוליטים צמחיים ראשונים מושלכים. לאחר מכן צמחים מחוסנים בחיידקים, וכאן מוערכים, השינויים בפרופיל המטבוליטים.
זה גם מאפשר צמיחה של מיני צמחים שונים לתקופה ממושכת של זמן. אז לסיכום, מערכת זו מתאימה היטב עבור יישומים רבים.
