Bakterien und andere Mikroorganismen leisten einen großen Beitrag zur Biomasse der Erde, da sie das Ende der Nahrungskette bilden und den Kreislauf von Kohlenstoff, Stickstoff und anderen Nährstoffen durch das Ökosystem orchestrieren. Sie sind die „dunkle Materie“ des Lebens und möglicherweise auch der Schlüssel zu verschiedenen globalen Problemen, mit denen unsere Gesellschaft konfrontiert ist, z. Bis heute gibt es eine begrenzte Anzahl von mikrobiellen Arten, die im Labor untersucht wurden. Die bekanntesten davon sind vielleicht E. coli und B. subtilis. Aber auch ihre wilden Verwandten unterscheiden sich erheblich von den stark subkultivierten Laborvertretern.

In der Studie, über die in diesem Manuskript berichtet wird, wurden Proben aus dem ökologischen Labor namens Evolution Canyon (EC) gesammelt, das sich im Norden Israels befindet. Die „afrikanischen“ oder nach Süden ausgerichteten Hänge in Schluchten nördlich des Äquators erhalten eine höhere Sonneneinstrahlung als die angrenzenden „europäischen“ oder nach Norden ausgerichteten Hänge. Dieser Unterschied in der Sonneneinstrahlung ist mit höheren Maximal- und Durchschnittstemperaturen und Evapotranspirationen auf dem stressigeren „afrikanischen“ Hang verbunden. Es verursacht eine dramatische physische und biotische Divergenz zwischen den Hängen, die möglicherweise vor mehreren Millionen Jahren nach Berghebungen entstanden ist. Diese Schluchten sind außergewöhnliche, natürliche, evolutionäre Laboratorien. Felsen, Böden und Topographie sind an den gegenüberliegenden Hängen ähnlich (50–100 m voneinander entfernt am Boden); Das Mikroklima bleibt der wichtigste divergente Faktor zwischen den Hängen. Bisher wurde die intraspezifische Interslope-Divergenz in 2500 Arten über verschiedene Lebensformen von Prokaryoten bis hin zu eukaryotischen niederen und höheren Pflanzen, Pilzen und Tieren verglichen, um den Zusammenhang zwischen Umweltstress und Genomentwicklung in der Anpassung aufzudecken. Diese einzigartige ökologische Situation erleichtert die Generierung von theoretisch überprüfbaren und vorhersagbaren Modellen der Biodiversität und Genomentwicklung.

S. Timmusk, V. Paalme, T. Pavlicek, J. Bergquist, A. Vangala et al. 2011 Bakterienverteilung in der Rhizosphäre von Wildgerste unter kontrastierenden Mikroklimata. PLoS EINS 6(3): e17968. doi:10.1371/journal.pone.0017968
Hintergrund – Alle Pflanzen in der Natur beherbergen eine vielfältige Gemeinschaft von Rhizosphärenbakterien, die das Pflanzenwachstum beeinflussen können. Unsere Proben werden aus der Rhizosphäre wilder Gerste isoliert Hordeum spontaneum im Evolution Canyon ('EC'), Israel. Die Bakterien, die unter den Stressbedingungen über Jahrtausende in enger Beziehung zur Pflanzenwurzel gelebt haben, haben wahrscheinlich Strategien entwickelt, um Pflanzenstress zu lindern.
Methodik/Hauptergebnisse – Wir untersuchten die Verteilung kultivierbarer Bakterien in der Rhizosphäre von H. spontaneum und charakterisierte die bakterielle 1-Aminocyclopropan-1-carboxylat-Desaminase (ACCd)-Produktion, Biofilm-Produktion, Phosphor-Solubilisierung und halophiles Verhalten. Wir haben gezeigt, dass die H. spontaneum Die Rhizosphäre am stressigen South Facing Slope (SFS) beherbergt eine signifikant höhere Population von ACCd, die einen Biofilm bilden, der Phosphor solubilisiert, der osmotischen Stress tolerante Bakterien bildet.
Schlussfolgerungen/Bedeutung – Das langlebige natürliche Labor „EC“ erleichtert die Generierung von theoretisch überprüfbaren und vorhersagbaren Modellen der Biodiversität und Genomentwicklung auf dem Gebiet der Wechselwirkungen zwischen Pflanzen und Mikroben. Es ist wahrscheinlich, dass die an der stressigen SFS isolierten Bakterien neue Möglichkeiten für die biotechnologischen Anwendungen in unseren agrarökologischen Systemen bieten.