Klaverplanten die op Marsachtige bodems worden gekweekt, groeien aanzienlijk meer wanneer ze worden ingeënt met symbiotische stikstofbindende bacteriën dan wanneer ze niet worden geënt. Franklin Harris van de Colorado State University, ONS., en collega's presenteren deze bevindingen in het open-access tijdschrift PLOS EEN op 29 sept. 2021.

Naarmate de bevolking van de aarde groeit, onderzoekers bestuderen de mogelijkheid om Marsbodems te bewerken, of 'regoliet'. Echter, regolith mist enkele essentiële voedingsstoffen voor planten, waaronder bepaalde stikstofbevattende moleculen die planten nodig hebben om te leven. Daarom, landbouw op Mars vereist strategieën om de hoeveelheid van deze stikstofverbindingen in regoliet te vergroten.

Harris en collega's veronderstellen dat bacteriën een kosteneffectieve rol kunnen spelen bij het vruchtbaarder maken van de bodem op Mars. Op aarde, bacteriën in de bodem helpen atmosferische stikstof om te zetten of te "fixeren" in de moleculen die planten nodig hebben. Sommige van deze microben hebben een symbiotische relatie met planten, waarin ze stikstof fixeren in knobbeltjes op plantenwortels.

Om een ​​mogelijke rol voor symbiotische stikstofbindende bacteriën in de astrolandbouw te onderzoeken, de onderzoekers kweekten klaver in door de mens gemaakte regoliet die nauw overeenkomt met die van Mars. Ze enten sommige planten met de microbe Sinorhizobium meliloti, die vaak wordt aangetroffen in klaverwortelknobbeltjes op aarde. Eerder onderzoek had aangetoond dat klaver kan worden gekweekt in regoliet, maar had geen onderzoek gedaan naar inoculatie met stikstoffixerende middelen.

De onderzoekers ontdekten dat de geïnoculeerde klaver 75% meer wortel- en scheutgroei vertoonde in vergelijking met de niet-geïnoculeerde klaver. Echter, het regoliet dat de geïnoculeerde planten omringt, vertoonde geen tekenen van verhoogde NH4 - een essentieel stikstofbevattend molecuul voor planten - in vergelijking met het regoliet dat niet-geïnoculeerde planten omringt.

Deze bevindingen suggereren dat de symbiotische microben de groei van klaver stimuleerden, maar resulteerde niet in een overmatige productie van stikstofverbindingen die andere planten in de buurt hypothetisch zouden kunnen gebruiken. De onderzoekers kweekten ook wat klaver in potgrond en merkten bepaalde verschillen op in de symbiotische relatie bij het vergelijken van de planten die in regoliet werden gekweekt met aarde.

Deze bevindingen suggereren de mogelijkheid dat symbiose tussen planten en stikstofbindende bacteriën de landbouw op Mars zou kunnen helpen. Toekomstig onderzoek zou dergelijke relaties met andere gewassen kunnen blijven onderzoeken en problemen met planttoxiciteit in regolith kunnen aanpakken.

De auteurs voegen toe:"Deze studie toont aan dat is aangetoond dat knobbelvormende bacteriën Sinorhizobium meliloti noduleren in regolith van Mars, significante verbetering van de groei van klaver (Melilotus officinalis) in een kastest. Dit werk vergroot ons begrip van hoe interacties tussen planten en microben zullen helpen bij de inspanningen om regoliet op Mars te vormen."