Watafiti walitumia bomba jipya la uchunguzi wa isotopu (HT-SIP) na metagenomics ili kupata mwonekano wa kwanza wa mikrobiome hai inayozunguka symbiont ya mmea yenye faida, uyoga wa mycorrhizal (AMF). Credit: Lawrence Livermore Maabara ya Kitaifa
Kuunganisha utambulisho wa vijiumbe-mwitu na sifa zao za kisaikolojia na kazi za mazingira ni lengo kuu la wanabiolojia wa mazingira. Kati ya mbinu zinazojitahidi kufikia lengo hili, Isotopu Imara ya Kuchunguza-SIP-inachukuliwa kuwa yenye ufanisi zaidi kwa kujifunza microorganisms hai katika mazingira ya asili.
Wanasayansi wa Maabara ya Kitaifa ya Lawrence Livermore (LLNL) wamebuni mbinu mpya-SIP ya kiwango cha juu-ambayo hubadilisha hatua kadhaa katika mchakato wa uchunguzi thabiti wa isotopu, kuruhusu uchunguzi wa shughuli za vijidudu vya vijidudu chini ya hali halisi, bila hitaji la ukuzaji wa maabara.
Katika SIP, vijidudu hai hutambuliwa kupitia kujumuisha isotopu thabiti kwenye majani yao. Ni miongoni mwa mbinu zenye nguvu zaidi katika ikolojia ya viumbe vidogo kwani inaweza kutambua vijiumbe hai na sifa zao za kisaikolojia (matumizi ya substrate, biokemi ya seli, kimetaboliki, ukuaji, vifo) katika jamii changamano chini ya hali asilia.
Kwa kawaida, mbinu ya SIP inahitaji kazi kubwa ya mikono na inaruhusu tu idadi ndogo ya sampuli. Lakini mbinu mpya ya LLNL inahitaji moja ya sita ya kiasi cha kazi ya mikono ikilinganishwa na SIP ya mwongozo na inaruhusu sampuli 16 kuchakatwa kwa wakati mmoja.
"Njia yetu ya nusu-otomatiki inapunguza muda wa waendeshaji na inaboresha uzazi kwa kulenga hatua zinazohitaji nguvu kazi nyingi za SIP," alisema mwanasayansi wa LLNL Erin Nuccio, na mwandishi mkuu wa karatasi inayoonekana katika jarida la Microbiome. "Sasa tumetumia mbinu hii kuchakata zaidi ya sampuli elfu moja, ikijumuisha baadhi kutoka kwa makazi duni ya udongo."
Mojawapo ya makazi madogo kama haya ni udongo unaozunguka tishu za mycorrhizae mara moja—aina ya fangasi ambao huunda uhusiano wa kimahusiano na 72% ya mimea yote ya ardhini. Badala ya kaboni ya mimea, kuvu (fangasi wa mycorrhizal) huwapa wenyeji wake rasilimali muhimu kama vile nitrojeni, fosforasi na maji.
Katika utafiti huu wa uthibitisho wa dhana, waandishi walionyesha "mtandao wa chakula" wa mwingiliano unaochochewa na uyoga wa mycorrhizal kwenye udongo.
"Tunafikiri hii ni njia kuu ya jinsi kaboni ya mimea inavyosambazwa kwa upana kwenye udongo. Udongo unashikilia dimbwi kubwa zaidi la kuendesha baiskeli hai ya kaboni kwenye sayari,” alisema mwandishi mwenza Jennifer Pett-Ridge, ambaye ni kiongozi wa mradi wa LLNL na mkuu wa Ofisi ya Sayansi ya Idara ya Nishati "Microbes Zinaendelea" Eneo la Kisayansi Lengwa la Mikrobiomi ya Udongo. . "Tulipanga kiasi kidogo cha DNA, tukaamua viumbe hai na kisha tukaunda upya jenomu zao na mwingiliano unaowezekana."
Waandishi wengine wa LLNL ni pamoja na Steven Blazewicz, Marissa Lafler, Ashley Campbell, Jeffrey Kimbrel, Jessica Wollard, Rachel Hestrin pamoja na watafiti kutoka Maabara ya Kitaifa ya Lawrence Berkeley, Taasisi ya Pamoja ya Genome ya DOE na Chuo Kikuu cha California, Berkeley.