Novo istraživanje koje je vodio Univerzitet u Oksfordu ukazuje da ljudsko pripitomljavanje useva može da promeni zajednice mikroorganizama koji su povezani sa biljkama. Intrigantno, otkriveno je da nezavisni događaji pripitomljavanja imaju sličan uticaj na biljni mikrobiom. Rezultati su objavljeni danas u Current Biology.
Vodeći istraživač dr Rikardo Soldan (Odeljenje za biologiju, Univerzitet u Oksfordu) je rekao: „Naša studija pruža dokaze da bez obzira na to gde i kako je došlo do pripitomljavanja, pripitomljene biljke imaju mikrobne zajednice koje ih razlikuju od njihovih divljih kolega.
„Ovo znanje je važno jer ako znamo da se određena pripitomljena vrsta useva dosledno povezuje sa specifičnim mikrobima, jednog dana bismo mogli da osmislimo ove zajednice da isporuče pozitivne efekte biljci domaćinu.“
Kako mikroorganizmi mogu imati brojne korisne efekte na biljke domaćine, kao što su povećanje rasta, tolerancije na stres i otpornost na sušu ili bolesti, ovi nalazi bi na kraju mogli pomoći da se informišu o pristupima zasnovanim na mikrobima za poboljšanje prinosa useva i sigurnost hrane.
Na primer, prethodni rad istraživačkog tima sugeriše da je pripitomljavanje možda smanjilo sposobnost biljaka useva da regrutuju mikroorganizme koji povećavaju otpornost na bolesti.
U novoj studiji, istraživači su analizirali mikrobne zajednice povezane sa dve vrste useva za koje se zna da su više puta pripitomljene nezavisno u Mezoamerici i Južnoj Americi: Phaseolus vulgaris (obični pasulj) i Phaseolus lunatus (lima pasulj). To je značilo da su imali niz replika za događaj koji je trajao hiljadama godina.
Kako su istraživači želeli da shvate da li su bilo kakve promene u mikrobiomu povezane sa osobinama biljaka koje su bile predmet selekcije od strane ljudi tokom pripitomljavanja, fokusirali su se na mikrobe povezane sa semenom.
U semenskim kulturama, kao što je pasulj, seme je pretrpelo značajne promene tokom pripitomljavanja. Na primer, pripitomljeno seme pasulja je značajno veće u poređenju sa njihovim divljim srodnicima i ima drugačiji sadržaj minerala (povezano sa poboljšanim kvalitetom semena i svojstvima kuvanja).
Koristeći statističke pristupe i pristupe mašinskom učenju, istraživači su otkrili značajne razlike u sastavu mikrobnih zajednica povezanih sa pasuljem iz divljih i domaćih biljaka.
Štaviše, ove promene u obilju i sastavu mikrobioma koreliraju sa promenama u mineralnom sadržaju semena tokom višestrukih događaja pripitomljavanja. Konkretno, smanjene koncentracije kalcijuma u odomaćenom semenu P. vulgaris, koje je možda odabrano kao posledica selekcije radi poboljšanja svojstava kuvanja, pokazalo je značajnu korelaciju sa promenama u sastavu mikrobioma.
Glavni istraživač, profesor Gejl Preston (Odsek za biologiju, Univerzitet u Oksfordu) je prokomentarisao: „Naši rezultati pružaju dokaze da se sličnosti u mikrobnim zajednicama nezavisno pripitomljenih biljaka mogu delimično objasniti činjenicom da pripitomljene biljke imaju blisko podudarne biljne osobine.
„U ovom slučaju, nezavisni procesi pripitomljavanja koji biraju veće i bolje seme u dva različita regiona Amerike oblikovali su mikrobiom semena na sličan način. Razumevanje faktora koji oblikuju mikrobne zajednice u divljim i pripitomljenim biljkama moglo bi otvoriti uzbudljive mogućnosti za modifikaciju sastava. mikrobioma domaćih useva kako bi se povećala otpornost i poboljšala produktivnost.“
U budućem radu, istraživački tim namerava da istraži efekat pripitomljavanja na druge osobine biljaka i na širi spektar vrsta useva. Ključno pitanje je da li postoje korisne osobine prisutnih u divljim vrstama koje deluju tako da regrutuju raznovrstan mikrobiom koji promoviše zdravlje i koji bi se mogao ponovo uvesti u pripitomljene useve.
