Araştırmacılar, faydalı bir bitki ortakyaşamı olan arbusküler mikorizal mantarları (AMF) çevreleyen aktif mikrobiyoma ilk bakışı elde etmek için yeni yüksek verimli stabil izotop araştırma (HT-SIP) hattını ve metagenomikleri kullandılar. Kredi bilgileri: Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı
Yabani mikropların kimliğini fizyolojik özellikleri ve çevresel işlevleriyle ilişkilendirmek çevre mikrobiyologlarının temel amaçlarından biridir. Bu hedefe ulaşmaya çalışan tekniklerden Kararlı İzotop Araştırması (SIP), doğal ortamlarda aktif mikroorganizmaları incelemek için en etkili teknik olarak kabul edilir.
Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı (LLNL) bilim insanları, stabil izotop araştırma sürecindeki birkaç adımı otomatikleştiren, laboratuvar kültürüne ihtiyaç duymadan gerçekçi koşullar altında mikroorganizmaların mikrobiyal aktivitesinin araştırılmasına olanak tanıyan yeni bir teknik (yüksek verimli SIP) geliştirdi.
SIP'de aktif mikroplar, stabil izotopların biyokütlelerine dahil edilmesi yoluyla tanımlanır. Doğal koşullar altında karmaşık topluluklarda aktif mikropları ve bunların fizyolojik özelliklerini (substrat kullanımı, hücresel biyokimya, metabolizma, büyüme, ölüm oranı) tanımlayabildiği için mikrobiyal ekolojideki en güçlü yöntemler arasındadır.
Tipik olarak SIP yöntemi önemli miktarda uygulamalı emek gerektirir ve yalnızca az sayıda numuneye izin verir. Ancak yeni LLNL tekniği, manuel SIP'ye kıyasla altıda bir oranında uygulamalı işçilik gerektirir ve 16 numunenin aynı anda işlenmesine olanak tanır.
LLNL bilim insanı ve Microbiome dergisinde yayınlanan bir makalenin baş yazarı Erin Nuccio, "Yarı otomatik yaklaşımımız, SIP'in en yoğun emek gerektiren adımlarını hedef alarak operatör süresini kısaltıyor ve tekrarlanabilirliği artırıyor" dedi. "Artık bu yaklaşımı, bazıları çok az çalışılmış toprak mikrohabitatlarından alınanlar da dahil olmak üzere binden fazla örneği işlemek için kullandık."
Böyle bir mikro habitat, mikorizaların (tüm kara bitkilerinin %72'siyle simbiyotik ilişkiler kuran bir mantar türü) dokularını hemen çevreleyen topraktır. Bitki karbonu karşılığında mantar (arbüsküler mikorizal mantarlar), konakçılarına nitrojen, fosfor ve su gibi temel kaynakları sağlar.
Bu kavram kanıtı çalışmasında yazarlar, topraktaki mikorizal mantarlar tarafından uyarılan etkileşimlerin "besin ağını" gösterdiler.
"Bunun bitki karbonunun toprağa nasıl geniş bir şekilde dağıldığını gösteren önemli bir yol olduğunu düşünüyoruz. LLNL projesi lideri ve Enerji Bakanlığı Bilim Ofisi "Mikroplar Devam Ediyor" Toprak Mikrobiyomu Bilimsel Odak Alanı başkanı olan eş muhabir yazar Jennifer Pett-Ridge, "Toprak, gezegendeki aktif olarak döngü yapan organik karbonun en büyük havuzuna sahiptir" dedi. . "Çok küçük bir miktarda DNA'yı sıraladık, aktif organizmaları belirledik ve ardından genomlarını ve potansiyel etkileşimlerini yeniden yapılandırdık."
Diğer LLNL yazarları arasında Steven Blazewicz, Marissa Lafler, Ashley Campbell, Jeffrey Kimbrel, Jessica Wollard, Rachel Hestrin'in yanı sıra Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı, DOE Ortak Genom Enstitüsü ve California Üniversitesi, Berkeley'den araştırmacılar yer alıyor.