Olika typer av korn rekryterar distinkta samhällen av jordmikrober för att växa runt sina rötter genom att släppa en anpassad blandning av sockerarter och andra föreningar, enligt en ny studie ledd av Jacob Malone från John Innes Center, Storbritannien, publicerad i tidskriften med öppen tillgång PLOS-biologi .
Nyttiga jordmikrober som lever på eller runt växtrötter kan ge näring, hjälpa växten att stå emot stress och skydda den från patogena mikrober. I gengäld utsöndrar växten en del av de sockerarter den gör genom fotosyntes, tillsammans med aminosyror och andra metaboliter, till den omgivande miljön. Sammansättningen av jordmikrober som en växt attraherar kan variera kraftigt, beroende på vilken typ av föreningar växten ger.
I den nya studien tittade forskare närmare på förhållandet mellan en växts genetik och dess rotmikrober. De analyserade mikrobiomen från två typer av kornväxter - en modern typ som heter Tipple och en traditionell som heter Chevallier. De två korntyperna hade var och en en överlappande kärngrupp av mikrober förknippade med sina rötter, men med några distinkta skillnader i de övergripande samhällena.
En vanlig grupp av rotmikrober - Pseudomonas-släktet - var särskilt riklig runt Tipple-rötter. Forskarna upptäckte att detta beror på att Tipple-växter utsöndrar stora mängder sockerarter som kallas hexoser (som glukos eller fruktos), som Pseudomonas särskilt gillar att äta.
De observerade också skillnader i genaktivitet mellan de två korntyperna som hjälpte till att förklara variationen i deras rotsamhällen. När forskare försökte byta mikrobiella samhällen mellan de två växttyperna växte varje kornsort bättre när de exponerades för sitt ursprungliga samhälle.
De nya rönen tyder på att växter kan finjustera populationen av mikrober som koloniserar deras rotzon, vilket kan ha viktiga resultat för växthälsan. Även om dessa fynd kom från växter som odlats i växthus, sa forskare att det kommer att vara en viktig utmaning för framtida forskning att fastställa i vilken utsträckning dessa skillnader förekommer i kornodling på jordbruksfält.
Författarna tillägger, "Vår forskning visar att olika kornsorter rekryterar distinkta mikrobiella samhällen från jorden, baserat på de sockerarter och andra näringsämnen de utsöndrar från sina rötter. Dessa mikrober hjälper vissa sorter att växa men inte andra, vilket tyder på att förädling av spannmål för att rekrytera fördelaktiga, tillväxtfrämjande mikrober kan vara möjliga i framtiden."
Mer information: Pacheco-Moreno A, et al. Genotypen av kornsorter påverkar flera aspekter av deras associerade mikrobiota via differentiell utsöndring av rotexsudat. PLoS-biologi (2024). DOI:10.1371/journal.pbio.3002232
Journalinformation: PLoS-biologi
Tillhandahålls av Public Library of Science
