Aus der Zusammenarbeit von Wissenschaft und Industrie ist eine innovative Methode zur Bekämpfung von Pflanzenkrankheiten mit Hilfe lokaler nützlicher Bodenbakterien entstanden.
Ein Team von Wissenschaftlern des John Innes Centre (Großbritannien) isolierte und testete Hunderte von Stämmen von Pseudomonas-Bakterien aus Erde, die von Farmstandorten gesammelt wurde, und sequenzierte dann die Genome von 69 von ihnen.
Durch den Vergleich der Genome von Stämmen, die die Aktivität von Krankheitserregern hemmen, mit denen, die dies nicht tun, konnte das Team einen Schlüsselmechanismus zum Schutz von Kartoffelkulturen vor schädlichen Bakterien identifizieren.
Dann zeigten die Wissenschaftler mithilfe einer Kombination aus Chemie und Genetik und einer Reihe von Experimenten, dass die Produktion von kleinen Molekülen, die als zyklische Lipopeptide bezeichnet werden, wichtig ist, um Kartoffelschorf (eine bakterielle Krankheit, die erhebliche Schäden an der Kartoffelernte verursacht) zu bekämpfen. Diese kleinen Moleküle haben eine antibakterielle Wirkung auf krankheitserregende Bakterien, die Schorf verursachen, und helfen nützlichen Pseudomonas-Bakterien, Pflanzenwurzeln zu migrieren und zu besiedeln.
Experimente haben auch gezeigt, dass die Bewässerung signifikante Veränderungen in der genetisch vielfältigen Population von Pseudomonas im Boden verursacht.
Die in eLife veröffentlichte Studie bietet eine Methode, mit der Wissenschaftler das Mikrobiom praktisch aller Bereiche eines Feldes untersuchen und unterschiedliche Boden-, Agrochemie- und Umweltbedingungen berücksichtigen können.
Mithilfe von Fortschritten in der Hochgeschwindigkeits-Gensequenzierung können Wissenschaftler das Bodenmikrobiom auf nützliche Bakterien testen und bestimmen, welche Moleküle produziert werden, um Krankheitserreger zu unterdrücken. Der nächste Schritt besteht darin, nützliche Mikroorganismen zu vermehren und in dasselbe Feld zurückzubringen.
Mögliche Anwendungen für Mikrobiom-Verbesserer umfassen das Aufbringen von Bakteriencocktails auf die Oberfläche von Knollen als Spray oder direkt in den Boden durch Tropfbewässerung.