Forskare vid University of Massachusetts Amherst upptäckte nyligen att jordbruksgräsens förmåga att motstå torka är direkt relaterad till hälsan hos det mikrobiella samhället som lever på deras stjälkar, löv och frön.

"Mikrober gör oerhört mycket för gräset som driver världens jordbruk, säger Emily Bechtold, en doktorand vid UMass Amhersts mikrobiologiavdelning och huvudförfattare till tidningen som nyligen publicerades i Tillämpad och miljömikrobiologi . "De skyddar mot patogener, förse gräset med näringsämnen som kväve, tillhandahålla hormoner för att stärka växtens hälsa och tillväxt, skydda mot UV-strålning och hjälpa gräset att hantera torka." den ökade svårighetsgraden och livslängden hos klimatförändringsdrivna torka över hela världen tär på mikrobiomens förmåga att frodas.

Eftersom 60 % av allt jordbruk är gräsrelaterat – tänk på korna, får och andra gräsmumsande boskap som tillhandahåller kött, mjölk, ost, läder, ull och andra häftklamrar – bakterierna som lever på gräs berör varje aspekt av våra liv, från vad vi äter till frukost till matsäkerhet, ekonomi och internationell utveckling.

Den nya forskningen, som är den första i sitt slag, fokuserar på två olika typer av gräs:De som utgör majoriteten av gräsmarker i tempererade zoner och de som dominerar i tropiska områden. "Målet med denna forskning, säger Klaus Nüsslein, professor i mikrobiologi vid UMass Amherst, och tidningens seniorförfattare, "är att kunna hantera interaktionerna mellan växter och bakterierna de är värd för för att stödja ett verkligt hållbart jordbruk." Tills nu, dock, det var i stort sett okänt hur gräs och dess mikrobiom stödde varandra, och vilka effekter torka kan ha på bakteriesamhällena.

Forskarna, vars arbete stöddes av Lotta M. Crabtree Foundation och National Science Foundation, odlade sina tempererade och tropiska gräs i två olika växthus. Varje växthus klimat kontrollerades för att efterlikna naturliga klimatförhållanden. När gräset väl nått mognad, forskarna delade vidare varje grupp i tre undergrupper. Den första, kontrollgruppen, bibehållit optimala klimatförhållanden. En andra undergrupp fick sitt klimat ändrat för att efterlikna milda torkaförhållanden, medan den tredje utsattes för svåra torka. Under loppet av en månad, forskarna räknade, samlade ihop, och sekvenserade bakteriernas DNA över alla grupper av gräs och jämförde resultaten.

Vad de fann var att när bakterierna visade tecken på tork-inducerad stress, så gjorde växterna. Som förväntat, de tropiska gräsen kunde bättre motstå torka än de tempererade gräsen, men det var betydande förändringar i mikrobiomen för alla gräs under svåra torkaförhållanden. Inte bara fanns det färre totalt bakterier, men de mikrobiella samhällena blev mindre mångfaldiga, och därmed mindre motståndskraftig mot miljöstress. I vissa fall, det fanns en ökning av antalet bakterier som kan visa sig vara skadliga för gräs.

Dock, det finns hopp. Ett fåtal potentiellt nyttiga bakterier visade sig frodas under milda torkaförhållanden. Mer forskning behöver göras, men, säger Bechtold, deras forskning indikerar att planer på att aktivt stödja och biogödsla med dessa nyttiga bakterier kan vara nyckeln till att klara av torkan som bara kommer att bli mer utbredd under den globala uppvärmningens era.