Bitkiler için yararlı mikroorganizmalar: Küresel nüfus hızla artıyor. Her ne kadar bu oran eğitimle ters orantı olsa da yani eğitim seviyesi arttıkça doğum oranı azalsa da yine de bunu durdurmak mümkün değil. Uzmanlar 2050 yılına kadar nüfusun şimdikinden iki milyar daha fazla olacağını (yaklaşık 9,7 milyar) tahmin ediyor. Bu daha fazla üretmemiz gerektiğini anlamına geliyor.
Bu kadar insanı beslemek zorunda kalsaydınız sadece büyük tarlalar ve bahçeler sahibi olmanız yetmezdi, aksine küçük mikroskobik canlıları (yararlı mikroorganizmalar) da düşünseniz iyi olur, çünkü onlara ihtiyacımız olacak.
Indigo Agriculture adlı bir biyoteknoloji şirketi, bitkileri daha hızlı, daha güçlü ve daha verimli bir şekilde yetiştirmek için faydalı mikroplardan oluşan bir grupla bitkileri yetiştirmeyi planlıyor. Bu uzunca bir süredir mevut, ancak çiftçiler için, mevcut iklimlerde daha iyi gelişme sağlamakla kalmayıp, iklim değişikliğinin dünyadaki etkileri için daha iyi hazırlanan bitkilere ulaşma fırsatı da sağlayabilir.
Mikroplar: Onlar Her Yerde
Herhangi bir anda, hatta şuan, çevrenizde trilyonlarca mikrobun bulunduğu bir bir mikrop denizinde yaşıyorsunuz. Çıplak gözle görünmez olsalar da hareketsiz değiller. Gittikçe artan bir araştırma grubu, mikropların ruh halimiz, sağlığımız ve hatta stresle mücadele etme ve hastalıktan kurtulma yeteneğimiz dahil olmak üzere çok çeşitli faktörleri etkilediğini göstermektedir.
Ancak mikrobiyomumuzun istikrarı bozulma tehlikesiyle karşı karşıyadır. Antibiyotikleri kullanmaya başladığımızdan beri, vücudumuzdaki bakteri ortamı değişti. Antibiyotikler, zararlı bakterileri yok etmek için çok işe yaramaktadır; ancak ayrım yapmayan doğaları, bir çok yararlı bakteriyi de yok ettiği anlamına gelir.
Krogerfeedback Survey enter now to win $5000
Indigo’daki Veri Stratejisi ve Veri Bilimlerinden Sorumlu Başkan Yardımcısı Lauren Moores, “Geliştirdiğimiz miktoplar optimal sağlığı korumak ve hastalığa karşı bağışıklık sistemimizi güçlendirmek için bizimle birlikte gelişti” diyor. “Antibiyotiklerin tamamı bu yararlı mikropları etkiliyordu. Bu nedenle, iyi bakterilerle bağırsaklarımızın yeniden popülasyonu için canlı ve aktif kültürlerin tüketilmesini (probiyotikleri) tavsiye ediyoruz.”
Bitkiler için de aynı şey geçerli. Tarımsal kimyasalların ve fungisitlerin yaygın kullanımı, milyonlarca yılda gelişmiş, farklı özellikler taşıyan bitkiler için yararlı mikroorganizmalar ve mikrobiyomları bozmuştur. Bu kimyasallar hastalıklara neden olan bakterileri öldürürler, ancak bitkinin kuraklık gibi streslere daha iyi direnmesine yardımcı olan veya azot gibi yaşamsal besin maddelerini havadan yakalayarak daha verimli bir şekilde büyüyen özel mikropları da ortadan kaldırırlar.
Indigo’nın kurucuları, eğer insan mikrobiyomu insan sağlığı üzerinde büyük bir etkiye sahipse, bir bitkinin mikrobiyomu hayatta kalmanın anahtarı olmamalıydı diye düşünmüşler. “Ve öyleyse, hangi mikropların faydalı olduğunu ve hangi amaca yönelik olduğunu nasıl tespit edebiliriz?” diye sormuşlar. Peki, bu gelişen bakteri topluluklarını bitkilerimize nasıl geri kazandıracağız?
Mikrobiyotik Mikroskoplar
Mikrobiyal yaşam üzerine yapılan çoğu çalışma, (cildimizde ve bağırsağımızda bulunan), insanlarla çok yakından ilişkili olan alanlara odaklanmıştır. Ve diğer hayvanlarda bulunan mikroplara karşı oldukça fazla araştırma yapılmış olsa da, bitki mikropları (ve oynadığı roller) yakın zamana kadar nispeten ihmal edilmiştir.
Delaware Üniversitesi’ndeki bir bitki ve toprak bilimcisi olan Harsh Bais, “Son beş yılda bir çok araştıröa ortaya çıktı, diğer biyolojik sistemlerde mikrobiyomdan öğrendiklerimize uymak gibi.” diyor. “Fakat bitkilerdeki mikrobiyom birliğinin bütün fonksiyonel önemi, bir bitkinin kendilerine niye ihtiyaç duyduğunun detaylı mekanizmaları açısından hala tam olarak açıklanmadı.”
Araştırmacılar, onlarca yıldır, bitkilerdeki ve topraktaki bakterilerin havadaki serbest azotu toğrağa bağlayarak bitkilere yardımcı olduklarını ve bitkilerin bu önemli besin öğesine daha iyi erişmelerini sağladığını biliyorlardı. Ancak Washington Üniversitesi’ndeki bitki mikrobiyolojisti Sharon Doty, 2015’te yararlı bakterilerin tüm topluluklarının bitkilerde var olduğunu ve kavak ve söğüt ağaçları gibi türlerin kayalık ve besleyici fakir koşullarda uzun boylu ve güçlü olmasına izin verdiğini gösterdi. Çalışmasında Doty, bu azot tespit mikroplarını, dolgun bir kök sistemi ile, ürünün daha uzun büyümesine izin veren başka bir bitkiye (bu durumda pirinç) bile aktarabildi.
Doty, Bitki Endofitik Mikrobiyomunun İşlevsel Önemi adlı kitabında, “İnsan mikrobiyomu sağlığımız için önemli olduğu gibi, bitki mikrobiyolojisi de bitki sağlığı için gereklidir, ancak belkide düşünülenden daha fazla” diyor. “Bitkiler hareket edemeyeceği için, belirli bir alandan yeterli miktarda besin elde etmede, otoburlara ve patojenlere karşı savunma yapmakta, kuraklık, tuzluluk ve kirleticiler gibi abiyotik stresleri tolere ederken daha fazla zorlukla karşı karşıyalar. Bitki mikrobiyomu, bitkilerin bu zorlukların üstesinden gelmesine yardımcı olabilir.”
Bu bilgiye dayanarak, Indigo’daki millet, onbinlerce bitki kökenli mikrobun genlerini diziledi: bu, bugün dünyada varolan en büyük bitki mikrobu veri tabanı. Bu verilerle, pamuk, mısır, pirinç ve buğday gibi önemli bitkiler üzerinde en fazla etkiye sahip olan mikrobik suşları öngörmek için makine öğrenme algoritmaları kullanıyorlar. Bu çalışmadan beklenen ise, bu bitkilerin sahada daha iyi performans göstermesine yardımcı olmak için mikrobik çevreyi eski haline getirebilmesi ve hatta arttırabilmesi.
Moores, “Makine öğrenimi ile, mikropları tam olarak tanımlayabilir, işlevsel yeteneklerini haritalamakta oldukları, yaşadıkları toplulukları anlar ve bu bilgileri laboratuvar ve alan verileri ile birleştirerek yeni mikrobik ürünleri hızlı bir şekilde geliştirip hedef alabiliriz” diyor.
Nihai olarak, Indigo adlı şirket, ekilmeden önce tohumlara uygulanan bir mikrobik kaplama da yapıyor. “Gerçek etki, bu aleti, sahip olduğumuz diğer teknolojilerle, bitki yetiştirme alanında hızla gelişen teknolojiyle birleştirmekten geçecek.”
Indigo’nun yaklaşımı, tarım için büyük potansiyel taşıyor ve finansman turlarının sonucu olarak 400 milyon doları aşıyor. Ancak şirketin araştırmasının arkasında pek çok soru işareti var. Indigo, bitkilerde hangi mikropların bulunduğunu ve hangilerinin yararlı olduğunu belirleyebilir, ancak bu bakterilerinin rollerini ve en etkili kombinasyonlarını belirlemek oldukça zor.
Fakat bitki mikrobiyomunun arkasındaki bilim ilerledikçe Indigo, oyunun önde olmasa da kendisini en iyi bir rakip olarak konumlandırdı.
Çeviri ve Derleme: Levent KIRCA
Kaynak: Popüler Tarım
Mikroorganizmaların önemi hakkında bir ödev hazırlıyorum paylaştığınız bilgiler için teşekkür ederim benim için çok yararlı oldu. İnsanlar mikrop bakteri diyince sadece hastalık getiren küçük canlılar olduğunu düşünüyor ama bu minik canlıların yaşamın destekleyicisi olduğundan bir haberler umarım bu konuda herkes bilinçlenir. Yazınız ilham verici oldu. Tekrardan teşekkür ederim.