Όταν καθαρίζετε το επίθεμα κολοκύθας αυτό το φθινόπωρο για την τέλεια κολοκύθα για τις δημιουργίες σας, πιθανότατα δεν θα συναντήσετε κολοκύθες Στυρίας. Αυτές οι κολοκύθες είναι γνωστές ως „κολοκύθες με γυμνούς σπόρους“ επειδή διαθέτουν σπόρους που περικλείονται από μια λεπτή μεμβράνη και όχι από ένα κέλυφος. Οι κολοκύθες της Στυρίας ήταν που εκτράφηκε στα τέλη του 1800 για την παραγωγή ενός σκούρου πράσινου σπορέλαιου που χρησιμοποιείται συνήθως στην Αυστρία.
Παρά το σχετικά σύντομο χρόνο εξελικτικής ύπαρξής τους, αυτές οι κολοκύθες έχουν αποκτήσει αλλαγές στο γονιδίωμά τους, έτσι ώστε ορισμένες ποικιλίες να έχουν διαφορετικό μικροβίωμα από άλλες. Επιπλέον, το μικροβίωμα των σπόρων κολοκύθας μπορεί να περάσει από γενιά σε γενιά. (Λεπτομέρειες και για τα δύο αυτά ευρήματα παρακάτω.)
Αλλά, προτού μπείτε στη μυρωδιά της μικροβιακής καλοσύνης της κολοκύθας, είναι σημαντικό να καταλάβετε γιατί έχει σημασία. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι αυτοί οι μικροσκοπικοί συνεργάτες που σχετίζονται με τους σπόρους κολοκύθας θα μπορούσαν να καθοδηγήσουν την ανάπτυξη νέων ποικιλιών που είναι εμπλουτισμένες σε ωφέλιμα μικρόβια. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό για τις κολοκύθες Στυρίας, καθώς είναι επιρρεπείς σε μυκητιασικές και βακτηριακές λοιμώξεις κατά τη διάρκεια της βλάστησης. Ήδη, κάποιου είδους χημική επέμβαση ή επεξεργασία σπόρων είναι αναπόφευκτη. Είναι πιθανό ότι οι πληροφορίες σχετικά με τα ευεργετικά μικρόβια ενός σπόρου κολοκύθας θα μπορούσαν να βοηθήσουν στο σχεδιασμό θεραπειών σπόρων που θα μπορούσαν να αντικαταστήσουν τα αντιμυκητιακά και ότι οι στρατηγικές αναπαραγωγής θα μπορούσαν να επιλέξουν για καλλιέργειες που είναι λιγότερο ευαίσθητες σε παθογόνα.
Το γονιδίωμα ενός σπόρου κολοκύθας επηρεάζει το μικροβίωμα του
Το 2016, μια ομάδα επιστημόνων από Το εργαστήριο του Γκάμπριελ Μπεργκ στο Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο του Γκρατς εξέτασε 14 τύπους κολοκύθας Στυρίας και αναγνώρισε τα μικρόβια που σχετίζονται με αυτά, αλληλουχώντας το γονίδιο 16S rRNA τους, ένα γονίδιο που χρησιμοποιείται συχνά για την αναγνώριση και ταξινόμηση μικροβίων. Πήραν δείγματα από τους σπόρους, την περιοχή γύρω από τις ρίζες των φυτών (γνωστή και ως ριζόσφαιρα) και το έδαφος. Σίγουρα, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι διαφορετικές ποικιλίες κολοκύθας είχαν σπόρους με διαφορετικά μικροβιώματα.
Το μικροβίωμα του σπόρου ήταν το λιγότερο ποικιλόμορφο σε σύγκριση με τη ριζόσφαιρα και το έδαφος. Σε αντίθεση με την προηγούμενη σκέψη ότι οι σπόροι φέρουν μόνο παθογόνα, οι μικροβιολόγοι βρήκαν δυνητικά ευεργετικά βακτήρια όπως το Lysobacter, ο Paenibacillus και ο Lactococcus στα δείγματα των σπόρων. Μερικά από αυτά τα ευεργετικά βακτήρια έχουν ήδη χρησιμοποιείται ως επεξεργασία σπόρων. Ωστόσο, παθογόνα μικρόβια, συμπεριλαμβανομένων των Erwinia και Pectobacterium, βρέθηκαν επίσης στα μικροβιώματα των σπόρων.
Ορισμένα μικρόβια βρέθηκαν μόνο στους σπόρους ή μόνο στη ριζόσφαιρα, υποδηλώνοντας ότι οι κολοκύθες έχουν «εμπλουτιστεί» για συγκεκριμένα μικρόβια που σχετίζονται με τα φυτά. Το Serratia, ένα είδος βιοελέγχου, βρέθηκε σε χαμηλή αφθονία μόνο σε ένα κλάσμα των δειγμάτων σπόρων και όχι σε κανένα από τα δείγματα εδάφους. Επιπλέον, είδη που βοηθούν στην καταστολή των ασθενειών, όπως εκείνα των Gammaproteobacteria, Betaproteobacteria και Firmicute, ήταν παρόντα στη ριζόσφαιρα, ενώ άλλα μικρόβια όπως Thaumarchaeota, Acidobacteria και Chloroflexi βρέθηκαν στο έδαφος.
Μεταβίβαση γονιδίων και μικροβιωμάτων
Από τη δημοσίευση αυτής της μελέτης, η ομάδα το πήγε ένα βήμα παραπέρα και ερεύνησε το μικροβίωμα της κολοκύθας καθ‘ όλη τη διάρκεια του κύκλου ζωής της: από τον αρχικό σπόρο στο φυτό έως τους απογόνους σπόρους.
Για να συγκρίνουν τους αρχικούς σπόρους με τους απογόνους σπόρους, η ομάδα έπλυνε και μούλιαξε τους σπόρους για να εξαλείψει τα μικρόβια στην επιφάνεια. Στη συνέχεια άλεσαν τους σπόρους σε διάλυμα αλατιού για να λάβουν δείγματα για αλληλούχιση. Για τους απογόνους σπόρους, η ομάδα άνοιξε τις καλλιεργημένες κολοκύθες και εξήγαγε τους σπόρους από τα φρούτα. Οι σπόροι στη συνέχεια υποβλήθηκαν σε επεξεργασία με τον ίδιο τρόπο όπως οι αρχικοί σπόροι.
Βρήκαν ότι από σπαρμένο σπόρο σε σπόρο απογόνου, οι βακτηριακές υπογραφές ήταν συνδεδεμένες. Αλλά, για τις κοινότητες μυκήτων των σπόρων, διαμορφώθηκαν από το έδαφος και τη ριζόσφαιρα. Οι απόγονοι σπόροι εμπλουτίστηκαν σε βακτήρια ωφέλιμα για τα φυτά συμπεριλαμβανομένων των ειδών Bacillaceae, Burkholderiaceae και Pseudomonadaceae.
Αυτή δεν ήταν η μόνη μελέτη που διαπίστωσε ότι τα μικροβιώματα των σπόρων μεταφέρονται στην επόμενη γενιά. Νωρίτερα το 2021, έρευνα από το πανεπιστήμιο της Στοκχόλμης διαπίστωσε ότι Τα σπορόφυτα βελανιδιάς αποκτούν τα μικροβιώματα τους από τα βελανίδια τους.
Μελέτες όπως αυτές θα μπορούσαν να καταστήσουν δυνατές στρατηγικές αναπαραγωγής με βάση το μικροβίωμα για καλλιέργειες.
Θέλετε να μάθετε περισσότερα για τα μικροβιώματα των φρούτων;
Δείτε την ανάρτηση ιστολογίου σχετικά με το μικροβίωμα του μήλου!
Περαιτέρω ανάγνωση
