Verwenden der DNA-Sequenzierung, um zu zeigen, warum die Fruchtfolge funktioniert

Die Fruchtfolge funktioniert einfach. Das wissen die Bauern schon im Römischen Reich. Wenn die Zuschnitte gedreht werden, Pflanzenernährung und Ertrag verbessert sich, und Landwirte haben mehr Kontrolle über die Ausbreitung von Krankheiten. Aber nach all dieser Zeit, wir wissen immer noch nicht, warum das passiert. Eine neue Studie in Das ISME-Journal hilft, die Antwort zu finden.

„Es gab viele, viele agronomische Studien, bei denen man verschiedene Feldfrüchte rotiert und nur die Erträge der Feldfrüchte über ein weiteres Jahr betrachtet. “ sagte Philip Poole, Professor und Forscher am John Innes Center in Großbritannien, wo die neue Studie durchgeführt wurde. Das Zentrum ist führend in der Pflanzengenetik.

„Das Problem war, zu verstehen, wie man die Mikroben verändert, “ sagte Poole. „Es sind bis zu 50 000 verschiedene Arten von Mikroben im Boden. Da sie mikroskopisch klein sind, Die einzige Möglichkeit, sie wirklich zu analysieren, besteht darin, die DNA aus ihnen heraus zu sequenzieren. Und es ist erst mit der Adventszeit, in den letzten Jahren, von High-Sequencing-Methoden, mit denen wir jetzt tatsächlich das Mikrobiom [eine Ansammlung von Organismen an einem Ort] des Bodens analysieren können. Es war also wirklich der Wandel in der DNA-Sequenzierungstechnologie, der uns dies ermöglicht hat.“

Nach einer Fruchtfolgerunde, es war ein schönes neues Mikrobiom. „Das sagte uns, dass verschiedene Pflanzen die mikrobielle Zusammensetzung des Bodens völlig neu überdenken können. “ sagte Poole.

Poole und seine Kollegen begannen damit, Weizen in kleinen Töpfen in einem kontrollierten Gewächshaus zu pflanzen. Vor und nach dem Anbau des Weizens, der Boden wurde analysiert, blieb aber weitgehend unverändert. Aber nachdem Hafer und Erbsen in diese Töpfe gepflanzt wurden, es war ein schönes neues Mikrobiom. Es gab eine Verfünffachung der Mikroben, einschließlich Pilze, Nematoden, und einzellige Tiere – die alle zur Gesundheit des Bodens beitragen.

„Das sagte uns, dass verschiedene Pflanzen die mikrobielle Zusammensetzung des Bodens völlig neu überdenken können. “ sagte Poole.

Die Forschung könnte verwendet werden, um Pflanzensorten zu entwickeln, die nützliche Mikroben fördern. Poole stellt sich sogar einen Punkt vor, an dem Landwirte regelmäßig das Mikrobiom ihrer einzelnen Felder sequenzieren könnten. Für jetzt, obwohl, das bleibt unerschwinglich teuer. Die Sequenzierung, die Pooles Team durchführte, war auf kleinen Töpfen Erde und kostete fast 20 US-Dollar. 000.

Poole vergleicht ein gesundes Bodenmikrobiom mit den Vorteilen von Darmbakterien beim Menschen.

„So wie wir jetzt schätzen, wie das menschliche Mikrobiom, insbesondere das Darmmikrobiom, hat einen großen Einfluss auf die menschliche Gesundheit, Ich denke, wir beginnen zu sehen, dass das Mikrobiom des Bodens, das die Wurzeln unmittelbar umgibt, die sogenannte Rhizosphäre, ist absolut entscheidend für die Pflanzenproduktivität und die Pflanzengesundheit, “ sagte Poole.

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(Bildnachweis:Stephanie Vacher / Flickr)