Badanie genetyki drobnoustrojów w jabłkach i dębach
Jeśli chcemy myśleć o wykarmieniu całej populacji świata, musimy zadbać o zwiększenie zbiorów z zimotrwałych, odpornych na choroby upraw, które będą rosnąć na polach o niezmienionej powierzchni. Mając na celu poprawę jakości upraw, naukowcy przeprowadzili sekwencjonowanie genomów roślin oraz bakterii, grzybów i innych drobnoustrojów, które żyją w roślinach. Zakrojone na skalę globalną badanie przeprowadzone dzięki wsparciu z finansowanego ze środków EU projektu Apple-Biome pozwoliło zwiększyć naszą wiedzę w tym zakresie o cenne informacje dotyczące drobnoustrojów z hodowlanych odmian jabłek – dane pochodzące z materiału genetycznego drobnoustrojów żyjących na powierzchni tych owoców oraz w ich wnętrzu. Wyniki badania zostały opublikowane w czasopiśmie „Environmental Microbiology”. Jabłka, jedne z najpopularniejszych na świecie owoców nadających się do spożycia, można przechowywać w chłodni nawet do 12 miesięcy, dlatego zapobieganie w tym okresie rozprzestrzenianiu się patogenów pojawiających się już po zbiorze jest niezmiernie ważne dla zapewnienia jakości owoców i bezpieczeństwa ich spożycia. W przeprowadzonym badaniu zespół naukowców skupił się na opisaniu mikrobiomu jabłek Royal Gala, a w szczególności na przedstawieniu jego składu oraz różnic regionalnych dla tej odmiany. Badania wykazały, że skład i struktura populacji grzybów i bakterii występujących w owocach podczas zbioru różnią się od siebie w zależności od regionu uprawy i są mocno skorelowane z klimatem oraz praktykami związanymi z zarządzaniem. Ponadto zaobserwowano wyraźną różnorodność grzybów w jabłkach zbieranych na różnych obszarach, co sugeruje istnienie związku między lokalizacją uprawy a rodzajem i częstotliwością występowania chorób pojawiających się po zbiorze w każdym z krajów. „Pomimo różnic występujących w mikrobiomie jabłek udało się nam wskazać tak zwany »rdzeń« mikrobiomu, czyli te z drobnoustrojów, które pojawiają się w jabłkach zawsze”, zauważa w komunikacie prasowym opublikowanym w portalu internetowym „EurekAlert!” główny autor badania Ahmed Abdelfattah z koordynującej projekt Apple-Biome Politechniki w Grazu (Austria). „Ten występujący na całym świecie »rdzeń« można opisać kilkoma korzystnymi wskaźnikami drobnoustrojów. Stanowi on znaczą część populacji drobnoustrojów żyjących w owocach”.
Dziedziczenie mikrobiomu
W powiązanym badaniu, również finansowanym w ramach projektu Apple-Biome, inny zespół naukowców postawił hipotezę, że mikrobiom rośliny nie wywodzi się wyłącznie z jej środowiska, lecz jest częściowo dziedziczony po roślinie rodzicielskiej. Aby sprawdzić poprawność tej hipotezy, badacze skonstruowali zaawansowane technicznie urządzenie, które pozwala rosnąć sadzonkom dębów w środowisku wolnym od drobnoustrojów i zapewnić rozdział między tkankami znajdującymi się pod i nad ziemią. Zespół zdecydował się prowadzić badania na dębach, ponieważ są one bardzo popularne w europejskich lasach. Wyniki pozwoliły stwierdzić, że żołędzie dębu zawierają znaczne ilości bakterii i cechują się dużą gęstością grzybni oraz że sadzonka dębu dziedziczy te drobnoustroje. „Koncepcja, że nasiona mogą być łącznikiem między mikrobiomem drzewa-rodzica i jego drzew potomnych, pojawiała się często, ale po raz pierwszy udało się dowieść, jak przebiega jego przekazywanie od nasiona do liści i korzeni kiełkującej rośliny”, stwierdza Abdelfattah w artykule opublikowanym na stronie internetowej projektu Apple-Biome. „Kilka firm zajmujących się rozsadzaniem roślin uwzględnia mikrobiom nasion w swoich programach w nadziei, że uda się im uzyskać supertrwałe rośliny o lepszych genach i lepszym składzie mikrobiomu. Jedną ze stosowanych technik jest poddawanie nasion działaniu mikroorganizmów (sic!) o korzystnym wpływie na roślinę. Celem tego działania jest umożliwienie tym drobnoustrojom kolonizacji rośliny i wywierania wpływu na nią przez całe jej życie”, wyjaśnia w tym samym artykule Abdelfattah. Trwający dwa lata projekt Apple-Biome (The origin, distribution, and dissemination of the apple microbiome) zakończy się w grudniu 2021 roku. Więcej informacji: strona projektu Apple-Biome
Słowa kluczowe
Apple-Biome, mikrobiom, jabłko, dąb, drobnoustrój, roślina
