میکروب‌های دوست‌دار گیاه نقش مهمی در تقویت رشد، سلامت و رفاه کلی گیاه دارند. این میکروب‌های مفید تعاملات همزیستی با گیاهان ایجاد می‌کنند و به دریافت مواد مغذی، مقاومت در برابر بیماری‌ها و سازگاری با آب و هوا کمک می‌کنند.

گرم شدن کره زمین

به گزارش آی‌ای، با این حال، یک مطالعه جدید پیش‌بینی کرده است که حضور آنها می‌تواند به شدت توسط گرمایش جهانی کم شود.

پژوهشگران، فراوانی و توزیع باکتری‌های مفید گیاهی(PBB) را در سراسر جهان ارزیابی کردند و نحوه واکنش این ریزموجودات به تغییرات آب و هوایی در قرن آینده را مدل‌سازی کردند و به نتایج هشداردهنده‌ای دست یافتند.

فرانسیسکو دینی آندروت استاد علوم گیاهی در دانشگاه ایالتی پن می‌گوید: گیاهان توسط مجموعه‌ای از میکروب‌ها بر روی تن و ریشه، برگ و ساقه‌شان مستعمره می‌شوند. این میکروبیوم‌های مرتبط با گیاه نشان دهنده گسترش ظرفیت متابولیک آن هستند که اغلب با عنوان «ژنوم دوم گیاهان» نامیده می‌شوند.

تحقیقات دانشمندان روندهای مختلفی را در تنوع باکتری‌های مفید گیاهی نشان داد، از جمله تنوع و غنای بیشتر در عرض‌های جغرافیایی پایین‌تر که بیشترین غلظت آن در آمریکای شمالی و آفریقا گزارش شده است. علاوه بر این، عناصر محیطی محلی، به ‌ویژه آب و هوا، پیش‌بینی‌کننده‌های خوبی برای ترکیب جامعه باکتری‌های مفید گیاهی هستند که به این معنی است که آنها تأثیر زیادی بر پراکندگی باکتری‌های مفید گیاهی دارند.

پژوهشگران از این داده‌ها به این نتیجه رسیدند که آب و هوا تعیین می‌کند که کجا و چه تعداد باکتری در گیاه قرار داشته باشد.

سپس آنها تلاش کردند تا با استفاده از مدل‌هایی بر اساس داده‌های هیئت بین دولتی تغییر اقلیم، پیش‌بینی‌هایی برای قرن آینده انجام دهند.

مدل‌ها نشان می‌دهند که باکتری‌های مفید گیاهی مرتبط با کنترل زیستی و مقاومت در برابر فشار تغییر اقلیم در ۸۰ درصد مکان‌های جهان تحت سناریوی توسعه با سوخت‌های فسیلی که پیش‌بینی می‌کند انتشار گازهای گلخانه‌ای تا سال ۲۰۷۵ سه برابر شود، 0.60 درصد کاهش خواهد یافت. این به طور قابل‌توجهی بیشتر از 0.07 درصد پیش‌بینی شده در سناریوی رسیدن به پایداری است.

مهندسی محصولات دوست‌دار باکتری

به طور کلی مشخص شد که این باکتری‌های در حال کاهش، عناصر مفقود حیاتی در اکوسیستم‌های کشاورزی مثمر مسئول تولید غذا هستند.

اکنون پژوهشگران امیدوارند که یافته‌های جدید آنها علاوه بر غنی‌سازی تحقیقات بوم‌شناسی جامعه، نوآوری‌های کشاورزی و برنامه‌های کاربردی را برای افزایش امنیت غذایی هدایت کند.

پروفسور آندروت می‌گوید: ما با توسعه درک خود از چگونگی زنده ماندن این باکتری‌های مفید گیاهی متمایز در ارتباط با گیاهان، به عنوان مثال در ریشه‌گاه گیاهی می‌توانیم استراتژی‌هایی را برای مهندسی محصولات کشاورزی برای تولید ترکیباتی ایجاد کنیم که این میکروب‌های مفید را تغذیه کنند.

این کار توسط ست بوردنشتاین مدیر مرکز میکروبیوم One Health مورد ستایش قرار گرفت. وی خاطرنشان کرد که این پژوهش منجر به تحقیقات موفق هولوژنوم گیاهی و ادغام با داده‌های محیطی و جغرافیایی جهانی می‌شود که نه تنها دانش کتاب‌های درسی را توسعه می‌دهد، بلکه نگرانی‌های مهمی را در مورد مشکلات پایداری مبتنی بر شواهد ایجاد می‌کند.

مفهوم هولوژنوم به یک نظریه بیولوژیکی اشاره دارد که دیدگاه سنتی تکامل را فراتر از ارگانیسم مجزا گسترش می‌دهد تا شامل ژنوم‌های جمعی ارگانیسم میزبان و میکروارگانیسم‌های مرتبط با آن شود.

در این مورد، مطالعه‌ی این نظریه امکان توصیف جغرافیای زیستی باکتری‌های مفید گیاهی و درک عناصر حاکم بر الگوهای جامعه میکروبی جهانی را فراهم کرد.

این مطالعه در مجله Nature Food منتشر شده است.