Trung tâm công nghệ sinh học Thành Phố Hồ Chí Minh

Cây Arabidopsis. Nguồn: © Vasiliy Koval / Fotolia
Con người đã và đang nhân giống cây trồng cho đến khi chúng lớn hơn và nhiều chất dinh dưỡng hơn từ những ngày đầu của nông nghiệp, nhưng thao tác di truyền không phải là cách duy nhất để cung cấp cho các cây trồng ngày một tăng. Trong một bài báo mới được đăng vào ngày 25 tháng 9 năm 2015 trong tạp chí Trends in Microbiology, hai nhà sinh học tích hợp trình bày cách có thể để thiết kế các microbiome đất thực vật để cải thiện tốc độ tăng trưởng thực vật, ngay cả khi các cây thực vật thì giống hệt nhau về mặt di truyền và không thể phát triển. Những microbiomes chọn cách giả tạo, mà cũng có thể được lựa chọn ở động vật, sau đó có thể được truyền từ cha mẹ sang con cái.
Chỉ có một vài nghiên cứu cũng xem xét tác động của việc lựa chọn nhân tạo microbiomes. Trong phòng thí nghiệm của mình, các tác giả - Ulrich Mueller của Đại học Texas ở Austin và Joel Sachs của Đại học California, Riverside - đã thấy kỹ thuật microbiome để làm thành công với cây Arabidopsis (một họ hàng gần của bắp cải và súp lơ xanh). Trong các thí nghiệm Arabidopsis, vi khuẩn từ rễ của cây đã được thu hoạch lớn nhất với một bộ lọc và đưa ra cho các cây khác đang phát triển từ hạt giống. Theo thời gian, các cây trồng, mà là giống hệt nhau về mặt di truyền và do đó không thể phát triển bằng chính mình, đã tăng trưởng tốt hơn vì microbiomes phát triển và cải tiến.
"Tôi hy vọng rằng những người khác sẽ trở nên quan tâm đến việc tối ưu hóa các phương pháp trong các hệ thống khác", Mueller nói. "Đối với các ứng dụng nông nghiệp, tôi sẽ bắt đầu với việc lựa chọn nhân tạo của microbiomes chủ trong một môi trường hiệu ứng nhà kính, sử dụng cây như rau diếp, dưa leo, hoặc cà chua, học hỏi từ những thí nghiệm nhà kính, sau đó đánh giá xem liệu những nguyên tắc này có thể được áp dụng cho nông nghiệp và rau quả ngoài trời."
Thí nghiệm microbiome có thể được khôn lanh và ảnh hưởng đến khả năng tái sinh vì sự phức tạp của việc lan truyền toàn bộ cộng đồng vi khuẩn giữa các cây trồng hoặc giữa động vật. Lý do cỏ và ong mật là vật thí điểm hấp dẫn là vì microbiomes của họ có thể được chế tác để có thể di truyền. Bằng cách kiểm tra này trong các sinh vật di truyền ổn định, nó thì dễ dàng hơn để xem ảnh hưởng của việc thêm các cộng đồng vi khuẩn cụ thể.
"Lựa chọn microbiomes nhân tạo có thể là một cách rẻ hơn để giúp các bệnh thực vật và động vật lề đường chứ không phải là thuốc trừ sâu và thuốc kháng sinh hoặc tạo ra các sinh vật biến đổi gen", Mueller nói. "Các phương pháp để tạo ra lựa chọn nhân tạo chủ trung gian trên microbiomes gốc rễ là siêu đơn giản (tất cả bạn cần là một xi lanh và một bộ lọc), và bất cứ người nông dân ở bất kỳ vị trí tiềm năng có thể làm điều này để thiết kế microbiomes mà cụ thể cho các vấn đề của các vị trí cụ thể mà người nông dân cố gắng để trồng cây lương thực. "
Dịch: Thành Vũ