Onderzoekers van de Universiteit van Massachusetts Amherst hebben onlangs ontdekt dat het vermogen van landbouwgrassen om droogte te weerstaan ​​rechtstreeks verband houdt met de gezondheid van de microbiële gemeenschap die op hun stengels leeft, bladeren en zaden.

"Microben doen enorm veel voor de grassen die de landbouw in de wereld aandrijven, " zegt Emily Bechtold, een afgestudeerde student op de afdeling microbiologie van UMass Amherst en hoofdauteur van het artikel dat onlangs is gepubliceerd in Toegepaste en milieumicrobiologie . "Ze beschermen tegen ziekteverwekkers, het gras voorzien van voedingsstoffen zoals stikstof, hormonen leveren om de gezondheid en groei van de plant te versterken, beschermen tegen UV-straling en het gras helpen de droogte te beheersen." de toegenomen ernst en levensduur van door klimaatverandering veroorzaakte droogte over de hele wereld ondermijnt het vermogen van het microbioom om te gedijen.

Aangezien 60% van alle landbouw grasgerelateerd is, denk aan de koeien, schapen en ander gras-kauwend vee dat vlees levert, melk, kaas, leer, wol en andere nietjes - de bacteriën die op gras leven, raken elk aspect van ons leven, van wat we eten als ontbijt tot voedselzekerheid, economie en internationale ontwikkeling.

Het nieuwe onderzoek, dat is de eerste in zijn soort, richt zich op twee verschillende soorten grassen:de graslanden die het grootste deel uitmaken van de graslanden in gematigde streken en de graslanden die overheersen in tropische gebieden. "Het doel van dit onderzoek, " zegt Klaus Nüsslein, hoogleraar microbiologie aan de UMass Amherst, en de senior auteur van de krant, "is in staat zijn om de interacties tussen planten en de bacteriën die ze huisvesten te beheren om een ​​echt duurzame landbouw te ondersteunen." Tot nu, echter, het was grotendeels onbekend hoe gras en zijn microbioom elkaar ondersteunden, en welke effecten droogte kan hebben op de bacteriële gemeenschappen.

De onderzoekers, wiens werk werd ondersteund door de Lotta M. Crabtree Foundation en de National Science Foundation, kweekten hun gematigde en tropische grassen in twee verschillende kassen. Het klimaat van elke kas werd gecontroleerd om natuurlijke klimatologische omstandigheden na te bootsen. Zodra de grassen volwassen waren, de onderzoekers verdeelden elke groep verder in drie subgroepen. De eerste, de controlegroep, optimale klimatologische omstandigheden behouden. Een tweede subgroep had het klimaat veranderd om milde droogte na te bootsen, terwijl de derde werd onderworpen aan ernstige droogte. In de loop van een maand, de onderzoekers telden, verzameld, en sequeneerde het DNA van de bacteriën over alle groepen grassen en vergeleek de resultaten.

Wat ze ontdekten was dat wanneer de bacteriën tekenen vertoonden van door droogte veroorzaakte stress, dat deden de planten ook. Zoals verwacht, de tropische grassen waren beter bestand tegen droogte dan de gematigde grassen, maar er waren significante verschuivingen in de microbiomen van alle grassen onder ernstige droogte. Niet alleen waren er minder totale bacteriën, maar de microbiële gemeenschappen werden minder divers, en dus minder bestand tegen omgevingsstress. In sommige gevallen, er was een toename van het aantal bacteriën dat schadelijk kan zijn voor gras.

Echter, er is hoop. Een paar potentieel nuttige bacteriën bleken te gedijen onder milde droogteomstandigheden. Er moet meer onderzoek worden gedaan, maar, zegt Bechtold, hun onderzoek geeft aan dat plannen om deze nuttige bacteriën actief te ondersteunen en biobemesten de sleutel kunnen zijn tot het doorstaan ​​van de droogte die alleen maar wijder zal worden in het tijdperk van de opwarming van de aarde.