Son 20 yılda insan mikrobiyomu üzerine yapılan araştırmalar, insan vücudu içinde ve yüzeyinde çok sayıda mikroorganizma olduğunu ortaya çıkarmıştır. Bu araştırma, bitki mikrobiyomu olarak bilinen kavramı daha iyi anlamak için şu anda tarımda benzer şekilde gündeme getirilmektedir. Bitkilerin içinde veya yüzeyine yakın kısımlarında yaşayan bu mikroorganizmaların birçoğu bitki ile birlikte evrimleşmiş olup bitki sağlığı ve gelişimi için önem taşır.
Bu nedenle Indigo’da, bitkileri ısı, nem, haşere ve hastalık gibi çevresel stres faktörlerine karşı daha dayanıklı hale getirmek için bitki mikrobiyomunun gücünden yararlanan yenilikçi bir biyolojik tohum kaplama koleksiyonu olan biotrinsic®'i geliştirdik. Bu makalede, sizlerle, mikropları keşfetme sürecimizin önemli noktalarını ve mikropları çiftçiler için mahsulü zenginleştiren güçlü tohum kaplamalarına nasıl dönüştürdüğümüzü paylaşacağız.
İlk Olarak: Mikroplar hâlihazırda Bitkilerde ne işe yarar?
Mikroplar üzerine çalışan çevrebilimciler, hem mantar hastalıkları veya böcek ısırmaları gibi biyotik stresler hem de besin eksikliği ve kuraklık stresi gibi abiyotik stresler gibi çeşitli çevresel streslerle mücadele edecek veya bu stresleri hafifletecek evrimleşmiş mikroorganizmaların varlığından uzun zamandır haberdarlar.
Örneğin, faydalı mantarlar genellikle patojen suşların büyümesini engelleyen antibiyotik moleküller üretir. Aşağıdaki görselde, bir mantar türü (Petri kabının kenarında) Rhizoctonia patojeninin (ortada) büyümesini engellemektedir.
Bazı bakteriler, bitki büyümesini arttırmak, bitki fizyolojisini değiştirebilmek veya bitkilerin hem biyotik hem de abiyotik streslere dayanmasına yardımcı olmak için biyokimyasal süreçleri etkileyebilecek bitki hormonları üretir. Bu ikinci örnekte, bir Phyllobacterium tarafından kolonize edilen bitki, bir bitki oksini üretir. Bakteri, sol taraftaki kaplanmamış tohuma kıyasla yanal kök oluşumunda çarpıcı bir artışa neden olur ve bu da bitkinin topraktan daha iyi su veya besin almasına yardımcı olur.
- Indigo'da, sağlıklı bitkilerde - farklı türlerde, farklı bölgelerde ve farklı çevresel stres ve tarla koşullarında - hangi mikroorganizmaların bulunduğunu keşfetmeye ve anlamaya çalışıyoruz ve ardından bu mikropları, bitkilerin güç koşullara dayanmasına yardımcı olacak bir tür bitki probiyotiği olarak tohumlara yeniden kazandırıyoruz. Ürün araştırmamız öncelikle endofit olarak bilinen, bitki dokuları içinde kök rizosferiyle yakın ilişki içinde konaklayan ve bitki konukçuları ile uzun vadeli yakın bir bağ oluşturan mikroorganizmaların bir alt kümesine odaklanmıştır.
Bir tek gram bitki dokusu, binlerce benzersiz bakteri ve mantar türüyle zengin bir mikrobiyal topluluk içerir, peki Indigo bilim insanları yararlı mikropları keşfedip nasıl onları etkili tohum kaplamalarına dönüştürüyor? Bu çok fazla zaman, uzmanlık ve kapsamlı testler gerektiren karmaşık bir süreçtir.
- Tarlada Mikrop Bulma - Indigo araştırmacıları, ilgi stresleri yaşayan tarım alanlarını ziyaret edip bu strese komşu bitkilerden daha dayanıklı görünen bitkileri bulurlar. Bu sağlıklı bitkileri ve onların sağlıksız benzerlerini toplarlar ve bu iki alt popülasyonda bulunan mikrobiyal topluluğu sıralarlar. Sağlıklı bitkinin mikrobiyomu bir fayda sağlıyor mu? Bazen fayda sağladığını öğreniriz ve bunun üzerine bu mikrobiyomun sağladığı faydayı daha iyi anlamak ve mikrop kitaplığımıza eklemek için daha detaylı inceleme sürecini başlatırız.
- Bir Mikrop Kitaplığı Oluşturma - Indigo araştırmacıları, bitkilerin çevresel stres faktörlerine karşı koymasına yardımcı olan bir endofit keşfettiklerinde, bunu Indigo'nun dünyadaki en çeşitli endofit kitaplıklarından biri olan suş kitaplığına eklerler. Indigo, ABD genelinde çeşitli ürünlerden ve çeşitli çevre koşullarından, her biri yüzbinlerce mikrop barındıran 8.000'den fazla bitki dokusu örneği toplar. Bu doku örneklerinin her biri için Indigo bilim insanları, doku örneklerinde bulunan tüm mikroorganizmalar için ayrıntılı diziler kaydederler ve bu da bizim, bitki mikrobiyom topluluklarını derinlemesine anlamamızı sağlar. Indigo kitaplığı, bugüne kadar izole edilmiş ve tanımlanmış 25.000'den fazla mahsulle ilişkili mikrop içermektedir. Bunların 4.000'den fazlası farklı cinsler, yüzlercesi yeni türlerdir; yani tüm bu farklı cins ve türler yeni keşfedilmiş ve tanımlanmıştır. Koleksiyonumuzda ipliksi mantarlar, mayalar, bakteriler ve algler bulunmaktadır.
- Ürün Geliştirme için Mikrobiyal Suşları Belirleme - Yeni biyolojik ürünler oluşturmak için Ar-Ge listesinde test etmek üzere hangi suşların en iyi denek olabileceğini tahmin etmek veya belirlemek için kitaplığımızdaki verileri kullanıyoruz.
- Ürünlerin Tarlada Denenmesi - Indigo'nun kaynak bulma programında belirlenen ürünler, titizlikle yapılan laboratuvar, sera ve nihayetinde tarla denemelerinin odak noktası haline gelmektedir. Tarla denemesi söz konusu olduğunda, Indigo bilim insanları küçük denemelerle başlar, ancak sonunda başarılı tohum kaplamaları, ticari ölçekte üretilip dağıtılabilmeleri için ticari ölçekte denemeye tabi tutulur.
Nihai biotrinsic® Ürünü: Ürünlerimiz iki seçenekten bir form seçilerek o formda üretilir: Indigo'nun biotrinsic® ürünleri, sıvı tohum kaplaması veya akıcı toz olmak kaydıyla bir çiftçinin tarlasına özgü belirli sorunlarla baş edecek ve bitki kaplamalarının bileşimi ile uyumlu olacak şekilde tasarlanmıştır.
Bilim insanlarımızın mikropları, ticari ölçekte tohum kaplamalarına nasıl dönüştürdüğünü merak mı ediyorsunuz? “Bir Mikrobun Laboratuvardan Tarlaya Yolculuğu” yazımızı okumanızı tavsiye ederiz.