Es ist bekannt, dass Mikroben im Boden Pflanzen helfen können, Schädlinge zu bekämpfen. Jetzt Forschungsergebnisse veröffentlicht in New Phytologist zeigt, dass Pflanzen zur Schaffung von Mikrobiomen gegen Schädlinge verwendet werden können. Diese Ansammlungen von Mikroben können in neue Böden eingeführt werden, wo sie anderen Pflanzen Schutz bieten können. „Ökologisch basierte Strategien sind erforderlich, um die Nachhaltigkeit unserer landwirtschaftlichen Systeme zu verbessern, und unsere Studie betont, dass der Boden eine Schlüsselkomponente ist“, schreiben Ana Pineda und Kollegen in ihrem Artikel.
Eine der Geschichten des letzten Jahrzehnts war das zunehmende Verständnis dafür, wie Mikroben im Boden Pflanzen dabei helfen können, sich gegen Angriffe von Krankheitserregern und Pflanzenfressern zu verteidigen. Pineda und Kollegen haben die Forschung verfolgt, aber wenn Sie mit einigen wenigen Mikrobenstämmen arbeiten, können die Ergebnisse inkonsistent sein. „Ein alternativer Ansatz besteht darin, sich auf das vollständige Mikrobiom zu konzentrieren“, schreiben die Autoren. „Mehrere Autoren haben argumentiert, dass die Einführung komplexerer Bodengemeinschaften statt einzelner Arten/Stämme notwendig ist, um dies zu erreichen konsequente Weiterentwicklung of Ernteschutz, aber bisher gibt es nur wenige Beweise für eine Resistenz gegen Pflanzenfresser, die entweder durch ein solches Mikrobiom oder durch einen einzelnen mikrobiellen Stamm ausgelöst wird, der in einer komplexen mikrobiellen Gemeinschaft funktioniert.“
Das Team machte sich daran, einige dieser Beweise zu erhalten, indem es Pflanzen verwendete, um ein nützliches Mikrobiom zu schaffen. Das Experiment bestand darin, einige Pflanzen zu verwenden, um ein Mikrobiom zu formen, das einer anderen Pflanze Schutz verleiht, wenn das Mikrobiom übertragen wird.
Sie verwendeten eine Mischung aus vier Gras- und vier Staudenarten, um eine mikrobielle Gemeinschaft im Boden zu schaffen, von der Chrysanthemen in früheren Experimenten profitiert hatten. Tatsächlich nutzte das Team die Pflanzen, um die Mikroben für sie zu züchten. Als nächstes mussten sie herausfinden, ob diese Mikroben und nicht die Pflanzen den Chrysanthemen dabei helfen, Pflanzenfresser abzuwehren.
Pineda und Kollegen sterilisierten etwas Erde und führten dann Erde mit den vorbereiteten Mikrobiomen ein, um die neue Erde zu besiedeln. Sie hatten In-Chrysanthemen im Boden, die nun einen erhöhten Schutz vor Fraßfeinden haben sollten. Um herauszufinden, ob dies der Fall ist, führten sie einige Thripse ein, Frankliniella occidentalis, und Spinnmilben, Tetranychus urticae, um die Chrysanthemen anzugreifen.
Die Ergebnisse waren positiv, aber gemischt.
„Die Zahl der Thripse auf Chrysanthemenpflanzen wurde durch die Bodeninokulation stark reduziert. Weniger Thripse wurden auf Pflanzen beobachtet, die in Erde wuchsen, die durch Gras AP und Staude RA konditioniert war, als auf Pflanzen, die in sterilisierter Erde wuchsen. Die funktionelle Gruppe der Pflanzen, die die Inokula konditioniert, hatte jedoch keinen Einfluss auf die Anzahl der Thripse auf Chrysanthemen“, schreiben Pineda und Kollegen.
Der Boden half den Pflanzen jedoch nicht, sich gegen Spinnmilben zu wehren. Darüber hinaus machten sich die Chrysanthemen ebenso an die Arbeit, das Mikrobiom zu verändern, wie die Kräuter und Gräser, aus denen die Testproben hergestellt wurden. Sie fanden auch heraus, dass die Kräuter hilfreicher bei der Schaffung nützlicher Gemeinschaften waren als Gräser.
Trotz der Mischung der Ergebnisse sagt das Team, dass die Arbeit den Machbarkeitsnachweis zeigt. Die nächsten Schritte werden darin bestehen, zu sehen, wie vorhersehbarere Ergebnisse erzielt werden können. „Eine große Herausforderung besteht darin, Konditionierungspflanzen auszuwählen, die vorteilhafte Bodenmikrobiome schaffen, die Schädlinge konsequent reduzieren und das Pflanzenwachstum im Kontext sehr vielfältiger und variabler Bodenmikrobiome fördern“, schlussfolgern Pineda und Kollegen. „Daher besteht der „heilige Gral“ in der Erforschung der mikrobiominduzierten Pflanzenresistenz darin, Pflanzenarten zu finden, die das Bodenmikrobiom auf vorhersehbare und wünschenswerte Weise verändern.“
