Sebuah studi baru meneliti hubungan simbiotik antara jamur mikoriza di akar tanaman dan komunitas bakteri di tanah.
Sejak dahulu kala, tanaman dan jamur mikoriza arbuskular telah hidup berdampingan dalam hubungan yang saling menguntungkan. Jamur menjajah akar tanaman dan membantu mereka menyerap nutrisi. Sebagai imbalannya, tanaman menyediakan jamur dengan karbon yang mereka butuhkan.
“Jamur ini adalah apa yang kita sebut biotrof; mereka tidak bisa mendapatkan nutrisi yang mereka butuhkan sendiri, sehingga mereka membentuk hubungan simbiosis, atau mikoriza, dengan akar tanaman,” jelas Mohamed Hijri, seorang profesor di Departemen Ilmu Biologi di Université de Montréal.
Jamur menetap di akar tanaman, antara dinding dan membrannya, dan membentuk struktur yang sangat bercabang yang disebut arbuscules.
Saat ini, sektor pertanian mengalihkan perhatiannya ke interaksi yang menguntungkan ini, berharap untuk mereplikasi apa yang dilakukan alam dengan sangat baik dan menggunakan biotrof ini untuk memastikan tanaman yang lebih produktif dan lebih sehat.
Memberi dan menerima
Meskipun sebagian besar tanaman dapat bertahan hidup tanpa jamur mikoriza, jaringan besar filamen putih di bawah kaki kita, yang dikenal sebagai miselium ekstraracinar, membantu tanaman menyerap air dan nutrisi dari tanah.
“Jamur ini seperti perpanjangan akar, memungkinkan tanaman untuk menjelajahi tanah lebih luas untuk nutrisi,” kata Zakaria Lahrach, seorang kandidat PhD yang diawasi oleh Hijri.
Di luar evolusi ko-fungus tanaman ini terletak fenomena lain yang baru saja mulai dipahami oleh para ilmuwan: bagaimana jamur ini berinteraksi dengan komunitas bakteri di tanah.
Ternyata jamur melepaskan sebagian karbon yang mereka ambil kembali ke tanah untuk merekrut bakteri, yang kemudian memecah bahan organik dan melepaskan nutrisi ke dalam tanah, yang pada gilirannya diserap oleh tanaman.
Ini berarti jamur menyita beberapa karbon yang seharusnya telah dilepaskan ke udara, efek yang tidak hilang pada para ilmuwan yang bekerja pada cara -cara untuk mengurangi perubahan iklim.
Untuk tesis PhD -nya, Lahrach ingin mengeksplorasi mekanisme dimana jamur mikoriza arbuskular merekrut bakteri tanah dan membuat fosfat tersedia untuk tanaman. Bakteri tertentu dalam tanah meningkatkan pelarutan fosfat, yang merupakan kunci pertumbuhan dan perkembangan tanaman.
Setelah dua tahun bekerja eksperimental, hasil Lahrach diterbitkan Oktober lalu di Microbiome lingkungan.
Tiga spesies jamur diuji
Lahrach fokus pada perekrutan bakteri oleh tiga spesies jamur, Rhizophagus tidak teratur, Rhizophagus terkenal Dan Rhizophagus cerebriforme. Dia juga memeriksa efek menambahkan komunitas bakteri, atau bioaugmentasi mikroba, ke sampel tertentu.
“Kami ingin melihat apakah menambahkan bakteri yang tidak ada secara alami di tanah akan mempengaruhi perekrutan bakteri jamur,” jelas Lahrach.
Sebelum melakukan eksperimennya, ia menghabiskan lima bulan di rumah kaca dan lebih dari sebulan memanen miselium ekstraracinar dengan hati -hati dan menyiapkan sampel.
“Apa yang membuat penelitian kami asli adalah mengisolasi efek terpisah dari tanaman dan jamur pada perekrutan bakteri,” katanya.
Hubungan jamur-bakteri yang unik
Lahrach dan rekan -rekannya menemukan bahwa ketiga spesies jamur mikoriza arbuskular meningkatkan pertumbuhan tanaman eksperimental (leek Bawang putih), sebagaimana diukur dengan konsentrasi pucuk dan biomassa akar dan klorofil.
Meskipun tiga spesies jamur secara genetik dekat, masing -masing merekrut komunitas bakteri yang berbeda. Jamur beradaptasi dengan kondisi eksperimental di mana mereka ditempatkan dan memainkan peran sentral dalam ekosistem yang baru dibuat ini.
Selain itu, bioaugmentasi mikroba hanya bekerja di hadapan jamur, menyoroti peran kunci jamur dalam meningkatkan pertumbuhan tanaman.
Pada dasarnya, jamur bertindak sebagai konduktor dalam proses perekrutan bakteri melalui miselium mereka, memodulasi interaksi antara bakteri tanah dan tanaman dan memungkinkan tanaman untuk mengakses nutrisi seperti fosfor dan nitrogen.
“Jamur mikoriza seperti sabuk transmisi antara mikrobiota tanah dan akarnya,” kata Hijri.
Manfaat untuk Pertanian
Pada saat pertanian di seluruh dunia berada di bawah tekanan, penggunaan jamur mikoriza dapat membantu menjaga tanah tetap sehat dengan mengurangi penggunaan input kimia seperti pupuk dan pestisida dan efek berbahayanya.
Studi ini membantu menjelaskan interaksi yang rumit antara jamur mikoriza arbuskuler dan komunitas bakteri, yang sangat penting untuk memanfaatkan potensi mereka di lingkungan tanah tertentu untuk produksi pertanian.
“Jamur mikoriza adalah komponen penting dari microbiome tanah yang membantu menjaga tanah tetap sehat,” simpul Hijri. “Dan tanah yang sehat adalah tanah subur yang tetap seperti itu.”
Tentang penelitian ini
“Komposisi bakteriom jamur mikoriza arbuskular adalah spesies tergantung” oleh Zakaria Lahrach, Jean Legay, Bulbul Ahmed dan Mohamed Hijri, diterbitkan 16 Oktober 2024 in Microbiome lingkungan.
