Våre intensive landbrukssystemer er basert på høye tilførsler av gjødsel og plantevernmidler. Dette er skadelig for miljøet og heller ikke bærekraftig. Dermed er sentrale spørsmål i forskning hvordan man kan senke disse inngangene samtidig som vi opprettholder utbyttet av avlingene våre.
En lovende vei for å gjøre det er å forsyne planter med gunstige mikrober i feltet. Men for å kunne gjøre det vellykket, må vi forstå den komplekse kjemiske crosstalk mellom partnerne. Vi studerer denne interaksjonen ved å se på rotekssudater i laboratoriet vårt.
Vi finner at rotekssudasjon er veldig dynamisk. Det er forskjellig mellom plantearter, utviklingsstadier og også daglige tidspunkter. Planter reagerer også på tilstedeværelsen av forskjellige typer mikrober ved å endre deres metabolske profil.
Fordi rotekssudater er næringsstoffer og signaler til det mikrobielle samfunnet, er det viktig å studere ekssudasjonsprofiler for å forstå hvordan planter samhandler med mikrober i deres miljø. Utviklingen innen metabolomikk, men også i neste generasjons sekvenseringsteknologier, skyver virkelig feltet for plantemikrobiominteraksjon fremover. Selvfølgelig trenger du en metabolomics arbeidsflyt for å oppdage forbindelsen eller forbindelsene av interesse i et gitt system.
Og neste generasjons sekvenseringsteknologier er virkelig viktige for å forstå strukturen, men også funksjonen til plantemikrobiomer. Det er også veldig nyttig å bruke spesialiserte vekstsystemer eller forenklede vekstsystemer som det vi presenterer her for å forstå molekylære mekanismer for plantemikrobeinteraksjoner. Systemet vårt kan holdes sterilt, men vi kan også inokulere det med målmikroorganismer.
En utfordring vi har er å påvise metabolitter i lav konsentrasjon i ekssudater. Hvis bakgrunnen er lav, er det enkelt å gjøre det. Hvis vi har et mye mer komplekst miljø som jord, så er det vanskeligere.
En annen utfordring som er uløst er når vi legger mikrober til bildet. Da er det ikke mulig å skille mellom forbindelsen produsert av planter eller av mikrober. Vi utviklet et system som er billig og rimelig enkelt.
Dens sterile design tillater påfølgende eksperimenter. Første plantemetabolitter kasseres. Deretter inokuleres planter med mikrober, og her evalueres endringene i metabolittprofilen.
Det gir også mulighet for vekst av forskjellige plantearter i lengre tid. Så oppsummert er dette systemet godt egnet for mange applikasjoner.
