Учёные предлагают новый подход к исследованию полезных микробов

Эффективность полезных микробов в сельском хозяйстве снижается из-за факторов окружающей среды: жары, засухи, конкуренции с другими микроорганизмами и взаимодействий с растением-хозяином. Это может ослабить действие обработки или привести к исчезновению микроба.

Разработка новых полезных микробов и методов лечения на основе микробиома идёт медленно из-за огромного разнообразия почвенных микроорганизмов, среди которых сложно выделить наиболее полезные.

В обзорной статье в журнале Phytobiomes "Translating Phytobiomes from Theory to Practice: Ecological and Evolutionary Considerations" д-ра Кристин Хоукс и Элиз Коннор из Техасского университета предлагают применять экологические теории для улучшения процесса разработки микробных технологий.

"Большинство исследований растительного микробиома в сельском хозяйстве оторваны от экологических механизмов", — говорит Хоукс. — "Мы утверждаем, что если мы сможем определить лежащие в основе экологические механизмы, они могут стать дорожной картой для улучшения разработки и применения успешных методов лечения на основе микробиома".

Используя в качестве примера эндофитные грибы, авторы обсуждают интеграцию экологической и эволюционной теории ниши в исследованиях растительного микробиома. Они рассматривают:

• Применение процессов, таких как разделение ниши (для ограничения конкуренции), эффект первенства (для установления до появления резидентных таксонов) и эффект хранения (использующий временные изменения в доступности ниши).
• Как эти нишевые процессы могут служить как препятствием, так и возможностью для внедрения и сохранения микробиомных обработок в полевых условиях.
• Препятствия для внедрения нишевых методов лечения, включая роль нейтральных процессов, технологические проблемы и масштабирование производства инокулянта.

"Учитывая нишу при разработке методов лечения, мы можем повысить их эффективность и устойчивость", — сказала Хоукс. — "В идеале, определение наиболее важных механизмов позволит нам создавать сообщества обработок, которые будут устойчивыми, трудными для вторжения и будут обеспечивать стабильную пользу, несмотря на колебания окружающей среды".

Хоукс также отмечает главное преимущество исследований микробиомных обработок: они могут помочь перейти к более устойчивому, низкозатратному сельскому хозяйству, используя взаимодействия растение-микроб вместо химических добавок.

"Мы вступаем в новую эру открытий в области микробиома, которая может изменить способ выращивания сельскохозяйственных культур для производства продовольствия и топлива", — сказала Хоукс. — "Эта статья предлагает новый взгляд на то, как это сделать, учитывая экологические взаимодействия микробов с хозяином, другими микробами и окружающей средой".