Olika strategier för hantering av grödor kan ge olika och märkbara effekter på en gröda och dess avkastning. Men vad är effekterna på mikrobiell nivå...inte bara i rötterna utan hela växten?
Molekylärbiologerna Kristi Gdanetz och Frances Trail från Michigan State University försökte svara på den frågan, utveckla en beskrivande analys av vetemikrobiomet under fyra vanliga typer av förvaltningsstrategier:konventionella, ingen bearbetning, organisk, och minskad kemikalieinsats.
Deras analys och data, nyligen publicerad i tidskriften med fullständig öppen tillgång Fytobiomer , är fritt tillgängligt för akademiska forskare och industriforskare som studerar växtmikrobiomer och deras roll i att minska sjukdomar eller öka skördarna.
Deras studie genomfördes på en unik och idealisk tomt för att undersöka effekterna på mikrober associerade med vete under alla fyra förvaltningsstrategierna. De 24 1 tunnland förvaltningsområdena är slumpmässigt utspridda över ett större fält och varje tomt har skötts på samma sätt som en del av en växelbruk av vete-majs-sojabönor i mer än 20 år vid MSU Kellogg Biological Station, som finansieras som en del av National Science Foundation Long Term Ecological Research Project.
I olika skeden under växtsäsongen, Gdanetz och Trail samlade in mer än 200 prover av löv, stjälkar, och rötter från vete som växer i var och en av de olika förvaltningsområdena. Proverna bearbetades sedan med hjälp av amplikonsekvensering med hög genomströmning för att identifiera mikrobiella samhällen. Mikrobiella kultursamlingar utvecklades också från proverna, tillhandahålla en värdefull resurs för att isolera och odla specifika mikrobiella taxa.
Specifika endofyter, eller mikroskopiska svampar som lever inuti växterna, isolerades sedan från proverna och testades för biokontrollaktivitet mot Fusarium graminearum, en patogen som är känd för att orsaka fusariumsmärta, en ekonomiskt förödande vetesjukdom. Denna del av arbetet finansierades av Michigan Wheat Program.
"De flesta studier fokuserar bara på rötter och rhizosfärmikrober som är associerade med växter, ", sade Gdanetz. "Men vi får ständigt bevis för att de ovanjordiska mikrobiella samhällena har viktiga roller för växthälsa."
Resultaten tyder på att mikrobiella samhällen påverkas starkt av veteväxtens organ och ålder, och det kan också påverkas av förvaltningsstrategi.
"Manipulation av växtassocierade mikrober för att minska sjukdomar eller förbättra skörden kräver en grundlig förståelse av interaktioner inom fytobiomet, ", sa Gdanetz. "Vi tillhandahöll några grundläggande data för människor att generera syntetiska mikrobiomer att använda i experimentella manipulationer."
"Vi skulle också vilja se liknande studier utförda på andra fältplatser i USA för att avgöra om dessa mönster vi observerade kommer att hålla, " sa Gdanetz.
