Một số loài vi khuẩn 'thường trú' có thể giúp bảo vệ rễ cây, chống nấm lây nhiễm. Các nhà nghiên cứu từ Hà Lan (Wageningen, Leiden, Rotterdam), Brazil, Colombia và Hoa Kỳ đã khám phá điều này khi sử dụng metagenomics (công nghệ DNA phân tích gen từ môi trường) để khám phá sự ẩn mình đa dạng của cộng đồng vi khuẩn khu trú.
"Trước đây, không có gì đảm bảo rằng chúng tôi có thể tái cấu trúc các thành phần và chức năng của cộng đồng này trong rễ cây, nếu chỉ dựa trên trình tự DNA", Jos Raaijmakers một tác giả nghiên cứu của NIOO-KNAW, nói.
"Vi khuẩn rất cần thiết cho hoạt động của thực vật, động vật và con người. Mục tiêu chính của chúng tôi là phát hiện ra các vi sinh vật bên trong rễ được cây trồng thu hút, khi nó bị các mầm bệnh nấm tấn công. Nghiên cứu của chúng tôi là một bước tiến lớn để phát triển sản xuất cây trồng bền vững, với ít thuốc trừ sâu hơn.", Raaijmakers cho biết.
Điều gì xảy ra trong rễ cây, khi chúng sắp bị nhiễm bệnh? Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng, các "tay trong" sống ở bên trong rễ bắt đầu sản xuất các hợp chất hữu ích, ví dụ như chitinase, loại enzyme phá vỡ thành tế bào để tấn công mầm bệnh nấm.
Khám phá này cho phép các nhà nghiên cứu phát triển các "đội quân phòng ngự" siêu nhỏ được định hướng riêng cho các loại cây, sử dụng các chủng Chitinophaga và Flavobacterium. Các thí nghiệm trên củ cải đường luôn cho thấy hiệu quả của phương pháp này trong việc ngăn chặn nhiễm nấm của rễ.
Raaijmakers nói: "Các vi sinh vật sống trong rễ cũng có rất nhiều đặc tính di truyền chưa được biết đến". Phần mềm mới, được phát triển bởi các nhà nghiên cứu tại Đại học Nghiên cứu Wageningen (WUR), tạo điều kiện cho việc so sánh DNA của hàng ngàn loài trong cùng một lúc.
Sử dụng phương pháp này, các nhà nghiên cứu đã tìm thấy hơn 700 cụm gen chưa được biết, đã tạo ra các hợp chất độc đáo. Chỉ có 12 loại được ghi nhận trong các cơ sở dữ liệu trên toàn thế giới. Raaijmakers nói: "Chúng tôi đã phát hiện ra một kho tàng thực sự. Đây chỉ là phần nổi của tảng băng chìm, chúng tôi chưa biết hết các chức năng này."
Nhà nghiên cứu của NIOO nhấn mạnh, những khám phá này chỉ có thể thực hiện được qua nghiên cứu đa ngành: "Nó là sản phẩm hợp tác từ các nhà sinh thái học, nhà vi trùng học, nhà sinh học phân tử, nhà thông tin sinh học và nhà thống kê."