จุลินทรีย์ในดิน “จดจำ” ภัยแล้งเพื่อปกป้องพืชผล

ตามที่ทีมวิจัยระบุ การค้นพบนี้อาจช่วยให้บริษัทเทคโนโลยีชีวภาพค้นพบจุลินทรีย์ที่มีประโยชน์เพื่อปรับปรุงความทนทานของพืชต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศได้

งานวิจัยใหม่จากมหาวิทยาลัยแคนซัส (สหรัฐอเมริกา) ที่ตีพิมพ์ในวารสาร Nature Microbiology แสดงให้เห็นว่าจุลินทรีย์ในดินมีความสามารถในการ "จดจำ" ภัยแล้งในอดีตได้ ส่งผลให้การเจริญเติบโตและการปรับตัวของพืชเข้ากับสภาพแวดล้อมที่แห้งแล้งได้รับผลกระทบ

ทีมงานได้เก็บตัวอย่างดินจากสถานที่ต่างๆ 6 แห่งในรัฐแคนซัส ตั้งแต่บริเวณทางตะวันออกที่มีความชื้นไปจนถึงที่ราบทางตะวันตกที่แห้งแล้ง เพื่อศึกษาว่า "ความทรงจำจากภัยแล้ง" ของจุลินทรีย์ส่งผลต่อพืชอย่างไร

จากนั้นพวกเขาเปรียบเทียบดินสองกลุ่ม กลุ่มหนึ่งมีความชื้นเพียงพอ และอีกกลุ่มหนึ่งมีสภาวะแล้งนานถึงห้าเดือน

“แบคทีเรีย เชื้อรา และสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ในดินอาจส่งผลกระทบระยะยาว เช่น ส่งผลต่อการดูดซึมสารอาหาร การกักเก็บคาร์บอน และโดยเฉพาะอย่างยิ่งความทนทานต่อความแห้งแล้งของพืช” รองศาสตราจารย์แม็กกี้ วากเนอร์ มหาวิทยาลัยแคนซัส กล่าว

ผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่าสัญญาณภัยแล้งยังคงอยู่ในชุมชนจุลินทรีย์แม้จะผ่านมาหลายพันรุ่นแล้ว เมื่อปลูกพืชในตัวอย่างดินเหล่านี้ ทีมวิจัยพบว่าพืชพื้นเมืองมีการตอบสนองที่สูงกว่าพืชผล ทางการเกษตร อย่างข้าวโพดมาก ซึ่งชี้ให้เห็นถึงความเชื่อมโยงเชิงวิวัฒนาการระยะยาวระหว่างพืชพื้นเมืองและไมโครไบโอมในท้องถิ่น

ในการทดลอง ทีมวิจัยได้เปรียบเทียบหญ้าพื้นเมืองชนิดหนึ่ง คือ หญ้ากามา (gamagrass) กับข้าวโพด พบว่าหญ้ากามาเจริญเติบโตได้ดีขึ้นอย่างเห็นได้ชัดเมื่อถูกล้อมรอบด้วยจุลินทรีย์ที่มี “ความจำแล้ง” ในขณะที่ข้าวโพดตอบสนองต่อสภาพแวดล้อมได้ไม่ดีนัก

“เราคิดว่าสิ่งนี้เกี่ยวข้องกับประวัติศาสตร์วิวัฒนาการร่วมกัน: หญ้ากามากาอาศัยอยู่ร่วมกับชุมชนจุลินทรีย์เหล่านี้มานานหลายพันปี ในขณะที่ข้าวโพดถูกนำเข้ามาจากอเมริกากลาง” วากเนอร์อธิบาย

การวิเคราะห์ทางพันธุกรรมเพิ่มเติมเผยให้เห็นว่ายีนที่เรียกว่านิโคเทียนามีนซินเทสมีบทบาทสำคัญ ยีนนี้ช่วยให้พืชดูดซับธาตุเหล็กจากดินและยังช่วยเพิ่มความทนทานต่อความแห้งแล้งอีกด้วย

ที่น่าทึ่งก็คือ พืชจะกระตุ้นยีนนี้เฉพาะเมื่อปลูกร่วมกับจุลินทรีย์ที่มี "ความทรงจำ" เกี่ยวกับสภาวะแห้งแล้ง ซึ่งแสดงให้เห็นว่าการตอบสนองทางชีวภาพของพืชขึ้นอยู่กับความทรงจำของจุลินทรีย์

ตามที่ทีมวิจัยระบุ การค้นพบนี้อาจช่วยให้บริษัทเทคโนโลยีชีวภาพค้นพบจุลินทรีย์ที่มีประโยชน์เพื่อปรับปรุงความทนทานของพืชต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศได้

“อุตสาหกรรมจุลินทรีย์ทางการเกษตรกำลังเติบโตอย่างรวดเร็วและมีมูลค่าหลายพันล้านดอลลาร์ ข้อมูลเชิงลึกใหม่ๆ เหล่านี้สามารถเป็นแนวทางในการเลือกชุมชนจุลินทรีย์ที่เหมาะสมได้” คุณวากเนอร์กล่าวสรุป

(TTXVN/เวียดนาม+)

ที่มา: https://www.vietnamplus.vn/vi-sinh-vat-trong-dat-ghi-nho-han-han-de-bao-ve-cay-trong-post1074515.vnp