Bakteriyel ortaklık, patates bitkilerinde farklı tepkilere yol açtı ve sera koşullarında daha erken yumru oluşumu ve daha yüksek verimle ilişkilendirildi. Bulgular, faydalı toprak bakterilerinin kombinasyonlarının gelecekte patates yetiştiricileri için değerli bir araç haline gelebileceğini düşündürmektedir.

Patates, dünyanın en önemli gıda ürünlerinden biridir ve milyonlarca insanı besler. Ancak yüksek verim elde etmek genellikle gübre gibi önemli miktarda kimyasal girdi gerektirir. Bu nedenle, Bitki Fizyolojisi Bölümü ve Umeå Bitki Bilimi Merkezi'nden Benedicte Albrectsen ve grubu, doğal olarak toprakta bulunan mikropların patates üretimini daha sürdürülebilir bir şekilde destekleyip destekleyemeyeceğini araştırdı.

"İki farklı türdeki faydalı bakterinin tek başlarına olduklarından daha iyi birlikte çalışıp çalışmadığını öğrenmek istedik," diyor Benedicte Albrectsen.

Araştırmacılar, bitki büyümesini ve sağlığını desteklediği bilinen, doğal olarak oluşan ve üzerinde çok sayıda çalışma yapılmış iki faydalı toprak bakterisi olan Pseudomonas protegens ve Pseudomonas simiae'ye odaklandılar. Bakterileri ayrı ayrı ve birlikte test ederek patates bitkilerini nasıl etkilediklerini incelediler ve çalışmaya farklı patates çeşitlerini de dahil ettiler.

Bakteriler birbirlerini etkiler

Patates bitkilerine bulaştırıldığında, bakteriler hızla köklerde yerleşti ve yumru oluşumunda rol oynayan sinyalleri etkiledi. İşlem görmüş bitkiler, işlem görmemiş bitkilere göre daha erken yumru oluşumu belirtileri gösterdi ve gen ekspresyon analizleri, yumru oluşumuyla ilişkili genlerde artan aktiviteyi ortaya çıkardı. Birkaç durumda, kombine tedavi, bireysel bakteri suşları için gözlemlenenlerden farklı, belirgin tepkiler üretti.

"Hoş bir sürpriz oldu. Olumlu etkiler bekliyorduk, ancak iki bakteri türü arasındaki sinerjik etkileşimler beklediğimizden daha belirgindi," diyor Albrectsen.

İki bakteri türünün nasıl etkileşimde bulunduğunu daha iyi anlamak için araştırmacılar, hem bakteriler tarafından üretilen bileşikleri hem de patates bitkilerinde tetiklenen tepkileri analiz ettiler. İsveç Metabolomik Merkezi'nin yardımıyla , bakterilerin birlikte yetiştirildiklerinde benzersiz bir bileşik karışımı salgıladıklarını ve bunun da bakterilerin birbirlerinin davranışlarını etkilediğini gösterdiğini buldular.

Etkilenen bitki savunması

Bakteriyel uygulamalar sadece bitki büyümesini değil, aynı zamanda yumru oluşumu ve bitkinin strese ve hastalıklara karşı savunmasında rol oynayan genleri de etkiledi. Bu, bakterilerin hem patates gelişimini hem de bitkinin çevresindeki zorluklara yanıt verme yeteneğini etkilediğini göstermektedir.

Araştırmacılar ayrıca nişasta ve C vitamini içeriği de dahil olmak üzere yumru kalitesinde değişiklikler buldu. Bununla birlikte, tepkiler İsveç'te yaygın olarak yetiştirilen "Mandel" ve "Désirée" patates çeşitleri arasında farklılık gösterdi.

"Şimdi, sera koşullarında elde edilen sonuçların tarım sistemlerine de yansıyıp yansımadığını görmek için, faydalı bakterilerin doğal kombinasyonlarını tarla koşullarında test etmek istiyoruz. Özellikle ilgimi çeken şey, toprak bakterilerinin çeşitliliğinin patatesin büyüme ve gelişimini nasıl şekillendirebildiğidir. Bu etkileşimleri anlamak, diğer ürün sistemleri için de geçerli bilgiler sağlayabilir," diyor Albrectsen.