Nuestros sistemas agrícolas intensivos se basan en altos insumos de fertilizantes y pesticidas. Esto es perjudicial para el medio ambiente y tampoco sostenible. Por lo tanto, las preguntas clave en la investigación son cómo reducir estos insumos mientras mantenemos el rendimiento de nuestros cultivos.
Una vía prometedora para hacerlo es suministrar a las plantas microbios beneficiosos en el campo. Sin embargo, para poder hacerlo con éxito, debemos comprender la compleja diafonía química entre los socios. Estudiamos esta interacción observando los exudados de las raíces en nuestro laboratorio.
Encontramos que la exudación radicular es muy dinámica. Difiere entre especies de plantas, etapas de desarrollo y también puntos de tiempo diurnos. Las plantas también reaccionan a la presencia de diferentes tipos de microbios cambiando su perfil metabólico.
Debido a que los exudados de las raíces son nutrientes y señales para la comunidad microbiana, el estudio de los perfiles de exudación es crucial para comprender cómo las plantas interactúan con los microbios en su entorno. Los avances en metabolómica, pero también en las tecnologías de secuenciación de próxima generación, realmente impulsan el campo de la interacción del microbioma de las plantas. Obviamente, se necesita un flujo de trabajo metabolómico para detectar el compuesto o los compuestos de interés en un sistema determinado.
Y las tecnologías de secuenciación de próxima generación son realmente esenciales para comprender la estructura, pero también la función de los microbiomas de las plantas. Además, es muy útil utilizar sistemas de crecimiento especializados o sistemas de crecimiento simplificados como el que presentamos aquí para comprender los mecanismos moleculares de las interacciones entre los microbios de las plantas. Nuestro sistema se puede mantener estéril, pero también podemos inocularlo con microorganismos objetivo.
Uno de los retos que tenemos es detectar metabolitos en baja concentración en exudados. Si el fondo es bajo, entonces es fácil hacerlo. Si tenemos un entorno mucho más complejo como el suelo, entonces es más difícil.
Otro desafío que no se resuelve es cuando agregamos microbios a la imagen. Entonces no es posible distinguir entre el compuesto producido por las plantas o por los microbios. Desarrollamos un sistema que es de bajo costo y razonablemente fácil.
Sus diseños estériles permiten realizar experimentos consecutivos. En primer lugar, se descartan los metabolitos de las plantas. Luego se inoculan las plantas con microbios y aquí se evalúan los cambios en el perfil de metabolitos.
También permite el crecimiento de diferentes especies de plantas durante un período prolongado de tiempo. Así que, en resumen, este sistema es adecuado para muchas aplicaciones.
