Bruger:FIPS Joaw/sandkasse
Plante - bakterie interaktioner opstår når planter og bakterier interagerer gensidigt med hinanden. Resultatet kan blive en symbiotisk relation, der er gavnlig for begge parter. Interaktioner mellem planter og bakterier ses særligt i rødder, i den den region, der kaldes rhizosfæren. Her opstår nicher for specialiserede bakterier, hvilket betyder at disse bakterierne trives i dette område og disse bakterier samarbejder med planten.
Plante - bakterie interaktioner i rødderne redigér
Ved rødderne bor der samfund af forskellige bakterie og disse samfund påvirker plantens fysiologi og udvikling. Dette kan være grupper af bakterie der laver hormoner, der har direkte indvirkning på plantens vækst når hormonerne der udskilles af bakterierne optages gennem plantes rødder.
Der findes organismer der vil angribe planten, disse skal passere gennem de grupper af bakterie der allerede er til stede ved eller omkring rødderne før de kan formå at angribe planten.
Siden planter indtages af andre dyr er der også opstået organismer der kan være farlige for mennesker disse er blandt andet gruppen opportunistisk patogen disse kan gennem indtagelse af planterne gøre folk syge.[1]
Dette område ved rødderne skabere altså vækst betingelser for forskellige mikrober dette kan som beskrevet være gavnlige bakterier eller skadelige. Hvis man benytter gavnlige bakterie kan disse hjælpe planten med at håndtere abiotisk stress som tørke, dette er en praksis der er i brug og et fosker hold fra kina undersøgte denne region fra rødderne fra to ris genotyper ”Nipponbare” og ”luudao 998” de fandt frem til at samfundet af bakterie ændrede sig da ris-planten led af tørke. De observerede en stigning af Actionbacteria og et fald i bestanden af firmuctes og at mængden af Abscisinsyre var meget højre i rødderne udsat for tørke samtidig med at mængden af Jasmonsyre var lavere. De så også at mængde af aminosyre som blev udskilt af planten faldt og eller ændre sig under stress. Det ændrer vækstbetingelserne for bakterie og kan lige frem skabe bedre betingelser for specifikke grupper af bakterie pga. fladende konkurrence af andre bakterie der muligt kan hjælpe med det adaptive respons. [2]
Abscisinsyre er et hormon der typisk bruges til at se om planten adaptere sig til stress dette hormon har en stor indflydelse på signal regulering i planten særligt når planten møder stress. Ser man en sting af dette er det et tegn på at planten lider stress, men også adaptere sig til dens forhold.
Jasmonsyre spiller sammen med Abscisinsyre og dette regulerer udtrykte gener og forsvarsmekanismer for planten.[3]
Der kan også opstå samfund af bakterie der pga. deres formation uden på plante rødder kan assistere planten med at tolerér tørke dette kan fx være at bakterierne laver biofilm, hvilket er en formation af et lag som bakterierne producerer og gro i. Når dette lag formes uden på rødderne kan vand der vil ledes væk holdes tilbage, samtidig med at bakterierne gror bedre i denne film. Et andet forsker hold brugte 4 slags bakterie Stenotrophomonas rhizophila, Xanthomonas retroflexus, Microbacterium oxydans, and Paenibacillus amylolyticus. Disse blev inokuleret i gåseurt og udviste at efter 21 dages tørke at gåseurt behandlet med dette samfund af 4 bakterie havde overkommet tørke bedre. Mekanismen bag den øget tolerance var fundet til at være sammenligning med et højre niveau af Klorofyl og udvendigt Abscisinsyre signalering. [4]
Et studie fra 2011 undersøgte 15 slags bakterie, de havde isoleret fra korn. De testede disse bakterier for om de hjalp med hurtigere spiring, øget masse/vægt samt øget mængde af korn. De testede disse i drivhus og kunne ikke finde en sammenhæng mellem at behandle planter med disse bakterier fordelargtig ændring i spiring, vægt eller øget mængde af korn. Dog var der en af deres bakterie helt konkret Pseudomonas fluorsnese MKB37 der gav øget vægt af korn hovedet samt en øget vægt af vært korn forskerne bag studiet mener også at der mangler metoder til at undersøge disse bakteries påvirkning.
Navn på bakterie brugt i studiet
Acinetobacter sp. strain MKB121, Bacillus megaterium strain MKB135, Bacillus sp. strain MKB55, Exiguobacterium sp. strain MKB41, Lysinibacillus fusiformis strain MKB232, Micrococcus luteus strain MKB24, Pseudomonas fluorescens strain MKB21, Ps. fluorescens strain MKB37, Ps. fluorescens strain MKB91, Ps. fluorescens strain MKB100, Ps. fluorescens strain MKB156, Ps. fluorescens strain MKB158, Ps. fluorescens strain MKB249, Ps. frederiksbergensis strain MKB202 and Stenotrophomonas sp. strain MKB25
Deres resultater vidste at henholdsvis Ps. fluorescens stamme MKB37 førte til at øge vægten af kornhovedet og vægten af vært korn. Dog ved at veje 1000 korn fra hver plante der havde modtaget respektive inokulation med vær bakterie kunne de ikke finde en betydelig forskel.[5]
Et Studie fra 2023 de ville undersøge om man kan benytte følgende bakterier Bacillus subtilis, Bacillus amyloliquefaciens, og Pseudomonas monteilii. Som en Biologisk form for gødning. Deres model plante er jordbær.
De opstillet deres forsøg sådan så der henholdsvis bliv tilført 3 forskellige koncentration af bakterie på 0.24%, 0.48% og 0% som kontrol. For at kontrollere om deres bestand af bakterie udførte de genetisk sekventering af 16SrRNA dette kan afsløre hvilke bakterier der forekommer i de individuelle prøver. Disse opløsninger var tilført hver anden uge til jordbærrene.
Via denne genetiske undersøgelse fandt de frem til at deres opløsning med de 3 bakterie førte til at der kunne befinde sig flere nitrogen fiksernerede arter af bakterie.
Deres resultater vidste at ved koncentration på 0.48% var der en signifikant højre mængde af nitrogen fikserende bakterier og i forhold til deres kontrol som ikke havde nogle af deres bakterie var mængde af nitrogen fikserende bakterie betydelig lavere.
Helt specifikt fandt de 3 nitrogen fikserende bakterier Neorhizobium, microvirga og rhodanobacter til at have større population når deres koncentrationer af tilførte bakterie tilsvarende var øget.
Disse tre bakterier ved begge koncentrationer gave de nitrogen fikserende bakterie bedre vækst vilkår da nitrogen er meget vigtigt for plantens vækst giver disse bakterie planten mulighed for at optage nitrogen som er blevet omdannet fra en ellers ikke omsættelig nitrogen forbindelse. Dette er derved indirekte med til at kunne mindske brugen af nitrogen baseret gødning eller øge væksten.
De udførte også en undersøgelse med mennesker der skulle smage og vurder smagen af jordbærrene. Disse testpersoner blev givet jordbær fra deres kontrol med 0% tilført bakterie, 0.24% tilført bakterie og 0.48% tilført bakterie.
Hertil blev forsøgspersonernes bedt om at vurderer 7 parameter i forhold til deres smag af jordbærrene disse 7 parameter var general nydelse af jordbær, udsende af jordbær, smagen af jordbær, tekstur af jordbær, sødheden af jordbær, bitterhed og til sidst fasthed af jordbær
Ingen af disse parametre varierede alt efter deres behandling af bakterie. Og deres jordbær fra kontrol var lige så gode som dem der havde fået en behandling med bakterie.
På trods af at kontrolgruppen ikke havde en overordnet ændring af smags oplevelsen viste en undersøgelse med gas kromatogram og masse spektrofotometer en stor ændring af biologiske stoffer i forhold til de forskellige koncentrationer af bakterie.
Helt konkret:
Mængden af Methyl butanoate hvilket øger frugthed og sødhed var proportionalitet øget med stigning af bakteriel koncentration.
Mængden af ethyl 3-methylbutanoate sødhed var proportionalitet øget med stigning af bakteriel koncentration.
Disse proportionelle ændringer kunne dog ikke udvises da forsøgsperson vurderet smagen af jordbærende.
Dette studie mener også at der er et behov for at undersøge og udbrede brugen af bakterie til at forbedre landbrug. Og de kunne ved at bruge deres samfund af 3 bakterie kunne de øge væksten af nitrogen fikserende bakterie hvilket kan mindske brugen af nitrogen baseret gødning. [6]
Referencer redigér
- ^ Mendes, R., P. Garbeva and J. M. Raaijmakers (2013). "The rhizosphere microbiome: significance of plant beneficial, plant pathogenic, and human pathogenic microorganisms. FEMS Microbiol Rev 37(5): 634-663
- ^ Li, G., K. Wang, Q. Qin, Q. Li, F. Mo, V. Nangia and Y. Liu (2023). "Integrated Microbiome and Metabolomic Analysis Reveal Responses of Rhizosphere Bacterial Communities and Root exudate Composition to Drought and Genotype in Rice (Oryza sativa L.)." Rice (N Y) 16(1): 19
- ^ Sah, S. K., K. R. Reddy and J. Li (2016). "Abscisic Acid and Abiotic Stress Tolerance in Crop Plants." Front Plant Sci 7: 571.
- ^ Yang, N., J. Nesme, H. L. Roder, X. Li, Z. Zuo, M. Petersen, M. Burmolle and S. J. Sorensen (2021). "Emergent bacterial community properties induce enhanced drought tolerance in Arabidopsis." NPJ Biofilms Microbiomes 7(1): 82
- ^ Smyth, E. M., J. McCarthy, R. Nevin, M. R. Khan, J. M. Dow, F. O'Gara and F. M. Doohan (2011). "In vitro analyses are not reliable predictors of the plant growth promotion capability of bacteria; a Pseudomonas fluorescens strain that promotes the growth and yield of wheat." J Appl Microbiol 111(3): 683-692.
- ^ Nam, J. H., A. Thibodeau, Y. L. Qian, M. C. Qian and S. H. Park (2023). "Multidisciplinary evaluation of plant growth promoting rhizobacteria on soil microbiome and strawberry quality." AMB Express 13(1): 18.