Μια καινοτόμος μέθοδος καταπολέμησης ασθενειών των καλλιεργειών χρησιμοποιώντας τοπικά ευεργετικά βακτήρια του εδάφους προέκυψε από τη συνεργασία μεταξύ επιστήμης και βιομηχανίας.
Μια ομάδα επιστημόνων από το John Innes Centre (Ηνωμένο Βασίλειο) απομόνωσε και εξέτασε εκατοντάδες στελέχη βακτηρίων Pseudomonas από το έδαφος που συλλέχτηκε από τοποθεσίες φάρμας και στη συνέχεια ανέλυσε την αλληλουχία των γονιδιωμάτων 69 από αυτά.
Συγκρίνοντας τα γονιδιώματα αυτών των στελεχών που αναστέλλουν τη δραστηριότητα των παθογόνων με εκείνα που δεν το κάνουν, η ομάδα κατάφερε να εντοπίσει έναν βασικό μηχανισμό για την προστασία της καλλιέργειας πατάτας από επιβλαβή βακτήρια.
Στη συνέχεια, χρησιμοποιώντας έναν συνδυασμό χημείας και γενετικής και μια σειρά πειραμάτων, οι επιστήμονες έδειξαν ότι η παραγωγή μικρών μορίων που ονομάζονται κυκλικά λιποπεπτίδια είναι σημαντική για τον έλεγχο της ψώρας της πατάτας (βακτηριακή ασθένεια που προκαλεί σημαντική ζημιά στην καλλιέργεια της πατάτας). Αυτά τα μικρά μόρια έχουν αντιβακτηριακή δράση στα παθογόνα βακτήρια που προκαλούν ψώρα και βοηθούν τα ευεργετικά βακτήρια Pseudomonas να μεταναστεύσουν και να αποικίσουν τις ρίζες των φυτών.
Πειράματα έδειξαν επίσης ότι η άρδευση προκαλεί σημαντικές αλλαγές στον γενετικά ποικιλόμορφο πληθυσμό του Pseudomonas στο έδαφος.
Η μελέτη, που δημοσιεύτηκε στο eLife, προσφέρει μια μέθοδο με την οποία οι επιστήμονες μπορούν να μελετήσουν το μικροβίωμα σχεδόν οποιασδήποτε περιοχής ενός χωραφιού και να λάβουν υπόψη διαφορετικές εδαφικές, αγροχημικές και περιβαλλοντικές συνθήκες.
Χρησιμοποιώντας τις προόδους στη γενετική αλληλουχία υψηλής ταχύτητας, οι επιστήμονες μπορούν να δοκιμάσουν το μικροβίωμα του εδάφους για ευεργετικά βακτήρια και να προσδιορίσουν ποια μόρια παράγονται για την καταστολή των παθογόνων. Το επόμενο βήμα είναι ο πολλαπλασιασμός και η επιστροφή ωφέλιμων μικροοργανισμών στο ίδιο πεδίο.
Οι πιθανές εφαρμογές για ενισχυτές μικροβιώματος περιλαμβάνουν την εφαρμογή βακτηριακών κοκτέιλ στην επιφάνεια των κονδύλων ως ψεκασμό ή απευθείας στο έδαφος χρησιμοποιώντας στάγδην άρδευση.