Не каждый день история Соединенных Штатов смешивается с микробами в почве. Но когда газон на Национальной аллее в Вашингтоне, округ Колумбия, был заменен, это дало ученым возможность изучить изменения в почве под ним.
Работа была сосредоточена на бактериях, присутствующих в почве. К удивлению исследователей, сообщества микробов не сильно изменились до и после реконструкции. Эти сообщества в почве известны как микробиом почвы.
«Моя лаборатория интересуется тем, как микробы могут перемещаться в окружающей среде, и как они изменяются и адаптируются в результате этого перемещения», - объясняет Джо Энн Крауч, исследователь Службы сельскохозяйственных исследований Министерства сельского хозяйства США. Крауч является ведущим автором исследования. «Мы думали, что новый «импортный» газон из Нью-Джерси привнесет в Национальную аллею различные сообщества бактерий. Однако мы обнаружили, что они существенно не отличаются».
Работа Крауча была сосредоточена на газоне, определяемом как большая площадь зеленой травы. Он состоит из травы, ее корней, почвы и микробов, находящихся вместе с ними.
Думайте о почвенном микробиоме как о наборе микробов, обнаруженных в кишечнике человека. Когда микробы выходят из равновесия, это может сделать кого-то больным. Крауч говорит, что то же самое и с почвенным микробиомом. Многие из самых серьезных болезней сельскохозяйственных культур или других сред связаны с изменениями в микробиоме почвы. Вот почему важно исследовать, как изменения, подобные тем, что произошли на Национальной аллее, влияют на микробы под газоном.
«Существует большой интерес к управлению полезными связанными с растениями организмами в качестве союзников для поддержания здоровья растений и борьбы с болезнями и вредителями», - говорит Крауч. «Многие микробы уже давно ценятся за их способность помогать растениям оставаться здоровыми либо за счет лучшего питания, либо за счет защиты».
В ходе своего исследования команда Крауча и патолог Джозеф Робертс из Университета Мэриленда изучили почвенные бактерии до и после реконструкции. Используя лабораторные тесты, они использовали ДНК бактерий, чтобы попытаться выяснить, какие именно типы бактерий присутствовали. Были некоторые различия в присутствующих микробах, но недостаточно, чтобы исследователи могли сказать, что обновление оказало большое влияние на бактерии.
Они также обнаружили большое разнообразие бактерий. Например, бактерии, расщепляющие азот в окружающей среде, присутствовали в большом количестве, как и бактерии, распространенные в средах, подверженных воздействию человека. Было обнаружено более 1600 различных видов.
«Мы были удивлены результатом, так как думали, что микробиом претерпит большие изменения, а данные не показали этого», - говорит Крауч. «Однако еще многое предстоит узнать о том, как подобные проблемы влияют на микробы, которые живут вместе с растениями».
Кроме того, Крауч говорит, что хотя различия между образцами почвы были небольшими, ученые также начинают понимать, что иногда действительно важный микроб оказывается редким. Это означает, что его будет трудно обнаружить, но он может сильно повлиять на то, как функционируют группы в целом.
«Сельскохозяйственные районы и другие природные пространства очень уязвимы к негативным изменениям», - говорит она. «Микробиомы предлагают новую и почти полностью неиспользованную возможность влиять на взаимодействие между растениями и микробами для улучшения продуктивности и здоровья растений».
Подробнее об этом исследовании читайте в Crop Science. Служба сельскохозяйственных исследований Министерства сельского хозяйства США финансировала это исследование. Большая часть этого исследования была проведена Закией Картер, в то время старшеклассницей, в рамках программы стажировки в области науки и технологий округа Принс-Джордж штата Мэриленд..