Hur grödor formar sina mikrobiella samhällen

Korakan (Eleusine coracana) är ett sädesslag som har mättat människor i tusentals år. Det odlas främst i Afrika och Asien, och är en basföda i många utvecklingsländer. Sädesslaget är fullt av nyttigheter som protein, mineraler och antioxidanter. Korakan är dessutom väldigt tåligt och klarar av att växa i torra, salta och näringsfattiga jordar—vilket gör den viktig i regioner där det är svårt att odla andra grödor.

Men tåligheten beror inte bara på växten, under markytan finns en osynlig värld av mikrober som hjälper plantan att växa, skyddar den mot sjukdomar och hjälper den att klara tuffa förhållanden. Rötter, stjälkar och frön innehåller olika typer av mikrober, och varje del av växten lockar till sig olika arter. Tillsammans bildar de små ekosystem som stärker växtens motståndskraft.

Mikrobernas sammansättning skiljer sig åt i olika delar av växten

I en ny studie har forskare från SLU, tillsammans med kollegor i Etiopien, undersökt hur olika typer av korakan (både vilda och odlade sorter) påverkar vilka mikrober som finns i och runt rötterna. Dessutom har de tittat på hur det här förändras under växtens livscykel.

Bara 8 % av mikroberna var gemensamma mellan jord och rot, medan över 90 % varierade beroende på växtsort och tillväxtstadium. De odlade sorterna hade generellt sett färre mikrober än de vilda, särskilt under blomningsfasen.

– När vi förädlar växter tappar de ofta en del av sin mikrobiella mångfald, särskilt inne i rötterna. Det kan göra dem mindre tåliga, men det ger oss också chansen att återinföra rätt slags nyttiga mikrober till odlade växter, säger Saraladevi Muthusamy.

Växter styr sina egna mikrobiom

De största förändringarna i mikrobsamhällena observerades i jorden runt rötterna under blomningen, särskilt hos bakteriegruppen Pseudomonas.

– Växter är inte passiva, utan väljer aktivt vilka mikrober de samarbetar med. Det är fascinerande att de designar sitt mikrobiom för att passa deras behov vid olika tillväxtstadier, säger Fantaye Ayele Dadi.

Mot en mer hållbar livsmedelsproduktion

De här forskningsresultaten kan leda till att vi använder nyttiga mikrober i växtförädling, så att grödor blir starkare och friskare på ett naturligt sätt.

– Genom att förstå samarbetet mellan växter och mikrober kan vi minska behovet av kemiska gödningsmedel och bekämpningsmedel, säger Rodomiro Ortiz.

– Nästa steg blir att ta reda på hur vi kan använda den här kunskapen för att öka grödors motståndskraft mot stress, avslutar Ramesh Vetukuri.

Studien har finansierats av SIDA och SLU Centrum för biologisk bekämpning.