Ny forskning identifierar nästan 300 arter av mikroorganismer som växer tillsammans med vanliga asiatiska grönsaker.
För att grönsaker ska växa bra räcker det inte att bara ge dem solljus och vatten; de behöver en hel gemenskap av mikroorganismer för att hjälpa dem växa hälsosamt.
Resultatet är det första steget mot att hjälpa högteknologiska stadsbönder att producera fler grödor med färre kemiska gödningsmedel.
För närvarande har det lilla som är känt inom detta forskningsområde samlats mest från standardväxtarter som används i experiment, och de är inte grönsaker. För att komma till rätta med denna lucka samarbetade teamet från National University of Singapore med en kommersiell stadsgård i Singapore.
De fick jordprover, såväl som både plantor och mogna växter av tre vanliga asiatiska grönsaker:choy sum, kai lan och bayam (även kallad kinesisk blommande kål, kinesisk broccoli/kinesisk grönkål respektive kinesisk spenat). Teamet extraherade mikroberna och deras genetiska material i jorden och på växterna för analys.
"Gröna bladgrönsaker är näringstäta och packade med bioaktiva föreningar kända för att främja människors hälsa", säger studieledaren Sanjay Swarup, docent vid avdelningen för biologiska vetenskaper.
"Dessa bladgrönsaker är kortcykliska grödor, lämpliga för adoption i olika jordbruksformat. Genom att fokusera våra forskningsprioriteringar på denna livsmedelsgrupp kommer vi att ta itu med livsmedels- och näringssäkerhet och tillgodose både kvantitets- och kvalitetsaspekter av livsmedelsproduktion."
Forskarna sekvenserade det genetiska materialet i proverna med en teknik som kallas metagenomics. Den använder beräkningsmetoder för att analysera mångfalden och egenskaperna hos det genetiska materialet utan att behöva isolera och odla enskilda arter av mikroorganismer. Denna metod gav dem en heltäckande bild av det mikrobiella samhället på kortare tid och med mindre ansträngning.
Med hjälp av en superdator identifierade forskarna nästan 300 arter av bakterier och en grupp encelliga, bakterieliknande organismer som kallas archaea. Från data fann de att mikroberna potentiellt kunde gynna grönsakerna genom att tillhandahålla näringsämnen, stimulera tillväxt och undertrycka patogener. Resultaten av den fyraåriga studien visas i tidskriften Scientific Data.
"Vi har sett hur livsmedelskedjorna påverkas negativt av covid-19-pandemin. Därför behöver vi brådskande reformativa åtgärder för att bygga större motståndskraft mot livsmedel och säkerhet. Genom den här studien tar vi det första steget mot att bygga innovativa lösningar för att öka lokal produktion på ett mycket hållbart sätt”, säger Pavagadhi Shruti, senior manager för teamet som ledde fältprovtagningen och laboratoriearbetet.
Med utgångspunkt i sin forskning kommer teamet att genomföra detaljerade studier för att identifiera de bästa mikrobiella stammarna för att förbättra växtproduktionen. De hoppas också att deras resultat kommer att uppmuntra ytterligare forskning för att förstå hur mikroorganismer förbättrar grödor och hitta nya sätt att odla dessa mikroorganismer.
Forskarstipendiaten Aditya Bandla ledde beräkningsarbetet för studien.
Källa: National University of Singapore
Originalstudie DOI:10.1038/s41597-020-00617-9
