STAznanost
Naravoslovje in tehnika

Raziskovalci NIB in IJS utirajo pot pametni uporabi mikroorganizmov v kmetijstvu

Ljubljana, 23. septembra - Raziskovalci Oddelka za biotehnologijo in sistemsko biologijo Nacionalnega inštituta za biologijo (NIB) so v sodelovanju z raziskovalci Instituta Jožef Stefan (IJS) in raziskovalci iz tujine preučili odzive rastlin na druge organizme v okolju, s čimer utirajo pot pametni uporabi mikroorganizmov v kmetijstvu, so sporočili z nacionalnega inštituta.

Raziskovalci - Kristina Gruden in Marko Petek iz nacionalnega inštituta, Vid Pečan z IJS ter ostali - so avgusta v ugledni reviji s področja ved o rastlinah Trends in Biotechnology objavili članek z naslovom Ménage à Trois: Razvozljavanje mehanizmov, ki uravnavajo interakcije med rastlinami, mikroorganizmi in žuželkami, ki je dostopen na povezavi https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1360138520302193.

V članku Kristina Gruden in Petek kot raziskovalca na področju proučevanja molekularnih mehanizmov v rastlinah ter Podpečan kot podatkovni znanstvenik iz IJS zapišejo, da je priprava nove generacije kmetijskih praks, ki bodo do okolja prijazne, pridelek pa visoko kakovosten in zadosten za potrebe prebivalstva v prihodnosti, eden od pomembnih trenutnih izzivov človeštva.

Po podatkih Organizacije za hrano in kmetijstvo Združenih narodov se bo morala svetovna pridelava hrane zaradi porasta človeške populacije do leta 2050 namreč povečati za 70 odstotkov.

Določene mešanice mikroorganizmov je že mogoče uporabljati kot gnojila ali zaščitna sredstva za rastline, vendar pa te ne delujejo vedno in se uporaba ni razširila.

"Odzivi rastline so lahko zelo kompleksni, vključujejo več sto različnih molekul. Za njihovo pravilno razumevanje potrebujemo celosten, tako imenovan sistemsko biološki pristop," so v sporočilu za javnost povzeli prvo avtorico članka. Kot dodaja Petek, pa so takšni pristopi možni šele sedaj, "z razvojem novih visoko zmogljivih metod v biologiji in s povezovanjem z informacijskimi in matematičnimi vedami".

Doslej je večina laboratorijskih raziskav potekala tako, da so raziskovalci hkrati preučevali interakcijo rastline le z enim drugim organizmom, s čimer je sicer možno uspešno odkrivati osnove imunskega odziva rastlin, vendar pa so raziskovalci v omenjenem članku pokazali, da se s pomočjo takih raziskav ne da napovedati, kako se bo rastlina odzvala v bolj kompleksnem ekosistemu.

"Posebej smo se osredotočili na trojne interakcije, v kateri sodelujejo rastlina, mikrob in žuželka. Večina mehanizmov se sproži tudi v trojni interakciji, vendar se od enostavnejših interakcij dveh organizmov, pogosto razlikuje v intenziteti in hitrosti odziva," je še dejala Kristina Gruden.

"Pri tem je zelo pomembno tudi zaporedje, v katerem se interakcija vzpostavi, na primer koristen mikroorganizem mora vzpostaviti interakcijo z rastlino vsaj nekaj ur pred škodljivcem."

Kot so še zapisali na Nacionalnem inštitutu za biologijo, so avtorji s tem mnenjskim člankom pokazali izjemen potencial uporabe koristnih mikroorganizmov v kmetijstvu, pot do uporabe v praksi in razvoju nove generacije kmetijskih praks.