Wurffehler können die Schokoladenversorgung schützen

Rollwurf - Rollcast (April 2019).

Anonim

Wer sich nach Brownies oder heißem Kakao sehnt, kann froh sein zu hören, dass Helden, die zu klein sind, um das Schokoladenangebot der Welt zu schützen, helfen können. Wissenschaftler des Smithsonian Tropical Research Institute (STRI) in Panama stellten fest, dass die Exposition von Baby-Kakaopflanzlingen gegenüber Mikroben aus gesunden adulten Kakaopflanzen die Wahrscheinlichkeit, dass sich die Pflanze mit dem ernsten Kakaopflanzenbildungsmittel Phytopthora palmivora infiziert, halbiert. Die Studie der Forscher wurde am 5. Juli in Proceedings der Royal Society B veröffentlicht.

"Wenn menschliche Babys durch den Geburtskanal gelangen, nehmen ihre Körper eine Reihe von Bakterien und Pilzen von ihrer Mutter auf. Diese Mikroben stärken ihr Immunsystem und machen das Baby gesünder", sagte Natalie Christian, Doktorandin an der Universität von Indiana Autor des Papiers. "Wir haben gezeigt, dass ein analoger Prozess in Pflanzen geschieht: adulte Kakaobäume leiten schützende Mikroben auch an Baby-Kakaopflanzen weiter."

Forscher am STRI haben die Wechselwirkungen zwischen Pflanzen und ihren Mikroben in den letzten 20 Jahren untersucht. Sie waren die ersten, die zeigten, dass in tropischen Wäldern, in denen Kakao wächst, jedes Blatt hunderte von verschiedenen Pilzen und Bakterien beheimatet und dass die Anwendung von nützlichen Mikroben auf die Blätter bei Feldbehandlungen den Kakao vor Krankheiten schützte. Die Forscher fanden heraus, dass bestimmte Pilzarten wie Colletotrichum tropicale die Pflanzen vor ihren Feinden schützen - den Krankheitserregern und Insekten, die sie fressen. Die Forschung am STRI hat auch gezeigt, dass Mikroben wie bei Menschen die Fähigkeit von Pflanzen stimulieren, sich selbst zu verteidigen, und das Ausmaß und das Ausmaß von Endophyteneffekten auf die genetische Expression des Wirts gezeigt haben.

Am 30. Juni veröffentlichte eine Gruppe von 50 Forschern aus 12 Ländern eine Arbeit in Science (Leitautor, Joe LaManna, Washington University in St. Louis), veröffentlicht in der wissenschaftlichen Zeitschrift Nature von STRI Postdoktorand Scott Mangan. Englisch: bio-pro.de/en/region/stern/magazin/…3/index.html Dass benachbarte Pflanzenverwandte schlechte Nachbarn bilden und die negativen Wechselwirkungen zwischen Verwandten in den Tropen stärker sind, könnte erklären, warum tropische Regenwälder so reich an Artenvielfalt sind: Weil Pflanzen neben ihren Verwandten nicht gut laufen, gibt es mehr Platz dafür Nicht-Verwandte zu füllen.

"Wo man eine bestimmte Spezies ansammelt, bekommt man eine Ansammlung der bösen Jungs, ihrer Feinde", sagte STRI-Wissenschaftler und Co-Autor Allen Herre. "Ein Mutterbaum kann ihre Babys mit Krankheitserregern infizieren, die sie töten können, wenn sie zu nah sind. In dieser jüngsten Studie zeigen wir, dass Eltern auch positive Auswirkungen haben können, wenn sie Babys mit guter Mikrobiota versorgen."

Das Team züchtete zuerst Kakaopflanzen aus sterilen Samen in sterilen Kammern, so dass sie keine residenten Pilze in ihren Blättern hatten. Dann teilten sie die Babypflanzen in Gruppen auf, indem sie tote Blätter aus gesunden Kakaopflanzen in einen Satz Töpfe legten, Blätter aus dem Waldboden in einen anderen Satz und keine Blätter im dritten Satz, wodurch verschiedene Mikroben die erste Chance zum Landen bekamen und besiedeln die "jungfräulichen" Blätter der Jungpflanzen.

Dann brachten die Forscher die Pflanzen in den Wald und ahmten den natürlichen Prozess nach, mit dem junge Blätter allmählich von Pilzen besiedelt werden, die in der Luft wirbeln oder in Wassertröpfchen enthalten sind, wenn es regnet. Schließlich brachte das Team die Setzlinge ins Gewächshaus zurück und infizierte sie mit dem Erreger Phytophora palmivora (wörtlich "Pflanzenzerstörer"), der 10 bis 20 Prozent des weltweiten Kakaoverlustes ausmacht.

Drei Wochen später haben sie den Schaden analysiert. Die Pflanzen, die gesunden Kakaoblättern ausgesetzt waren, waren signifikant weniger geschädigt als Pflanzen ohne Exposition. Darüber hinaus zeigten die Blätter der Sämlinge, die mit Blattabfällen von gesunden Kakaopflanzen gezüchtet wurden, nur die Hälfte des Schadens, der von mit Mischblattabfällen aus dem Waldboden gezüchteten Pflanzen ausging.

Um zu sehen, ob dieses Ergebnis durch die Mikroben in den Blättern erklärt werden kann, verwendete das Team zwei verschiedene Methoden: die traditionelle Methode, Blattstücke auf agarbeschichtete Petrischalen zu legen, um zu sehen, welche Pilze wuchsen und die DNA aus oberflächensterilisierten Blättern direkt zu sequenzieren.

"Wir entdeckten beide, indem wir die Mikroben aus den Blättern kultivierten und auch direkt die Pilz-DNA aus Pflanzengewebe sequenzierten, dass einer der häufigsten Pilze auf den Kakaosämlingen ihr Beschützer Colletotricum tropicale war. Und nicht nur das, es war auch sehr viel häufiger auf den Blättern von jungen Pflanzen, die mit Laub von gesunden Kakaopulver gewachsen sind ", sagte Christian. "Das bedeutet, dass C. tropicale aus Laub von ausgewachsenen Bäumen in der Lage ist, schnell in junge Blätter einzudringen und andere Mikroben, einschließlich Krankheitserreger, zu verdrängen, so dass sie sich nicht ansiedeln können."

"Dies zeigte uns nicht nur, dass die Keimung, umgeben von Blättern gesunder Erwachsener, ihre Gesundheit enorm verbessern kann - ein Ergebnis, das für die Kakaobranche möglicherweise sehr wichtig ist. Zum ersten Mal beginnen wir zu verstehen, wie sich mikrobielle Gemeinschaften auf Blättern von Kakao und andere Arten in der Natur und was ihre Fähigkeit beeinflussen kann, Pflanzen zu schützen ", sagte Herre.

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