Scienziati dei principali istituti di ricerca agricola del Regno Unito si sono uniti per creare una nuova banca del microbioma delle colture del Regno Unito (UK-CMCB) per salvaguardare la ricerca futura e facilitare il miglioramento della resa sostenibile delle sei principali colture alimentari del Regno Unito, tra cui l'orzo, Avena, colza, Patata, barbabietola da zucchero e frumento.

CABI, chi guida il progetto BBSRC, si unisce ai ricercatori di Rothamsted Research, Scotland's Rural College (SRUC) e il John Innes Centre, nello sviluppo di un'"Arca di Noè" di microbi britannici provenienti da sistemi di colture che formeranno la prima risorsa di questo tipo disponibile al pubblico in qualsiasi parte del mondo.

Anche gli scienziati dell'Università dell'East Anglia (UEA) e del James Hutton Institute collaboreranno all'iniziativa che utilizzerà tecniche di ricerca criogenica all'avanguardia per preservare importanti campioni di microbioma delle colture da diversi tipi di terreno in tutto il Regno Unito.

Il Regno Unito-CMCB fornirà ai ricercatori una struttura per reperire dati e campioni per il loro lavoro, compreso il materiale microbico vivente e le sequenze genomiche e metagenomiche (DNA) provenienti da diversi ambienti del microbioma, compreso il rizoplano.

I microbiomi sono tutti i microbi presenti in un qualsiasi ecosistema, in questo caso quelli associati alla pianta coltivata, se sono presenti nelle foglie, semi e steli o nel terreno sfuso intorno alle radici. Un microbioma benefico si traduce in una pianta sana e in una migliore resa del raccolto e cibo di migliore qualità.

Dottor Matteo Ryan, Curatore, Raccolta di risorse genetiche presso CABI, disse, "Preservando questi preziosi campioni microbici delle colture, da un' unica istantanea nel tempo, ' genereremo un rappresentante, risorsa molto preziosa e unica dai principali sistemi di coltivazione del Regno Unito che diventerà una risorsa vitale per i ricercatori scientifici per le generazioni a venire.

"Utilizzeremo la criotecnologia sviluppata nel Regno Unito che utilizza azoto liquido per mantenere i campioni al sicuro a temperature molto basse. Se lo desideri, è un'"arca di Noè" di microbi britannici provenienti da sistemi di coltivazione e che ha molti potenziali usi interessanti".

Tutte le risorse del progetto saranno completamente caratterizzate utilizzando tecniche avanzate di sequenziamento del DNA in modo che gli scienziati possano scoprire quali microbi, funghi, batteri, archaea (microrganismi unicellulari con struttura simile ai batteri) e virus - ci sono, cosa stanno facendo nel microbioma e quale ruolo svolgono nel migliorare la crescita delle colture. Il Regno Unito-CMCB creerà un database curato di informazioni sui campioni associate a sequenze annotate, metadati e strumenti analitici per gli utenti finali.

Questa sarà la prima risorsa sincronizzata che copre il microbioma totale di una varietà di colture in tipi di suolo standardizzati, supportato dalla bioinformatica, microbiologi, esperti di salute delle piante e strutture di stoccaggio di livello mondiale.

Dott. Tim Mauchline, Microbiologo delle piante e del suolo presso Rothamsted Research, disse, "La salute del suolo è particolarmente importante. Se riusciamo a comprendere meglio la funzione dei microbi presenti nei nostri terreni, possiamo utilizzare queste informazioni per aiutare gli agricoltori a produrre colture sostenibili. C'è una chiara necessità di aumentare la produzione alimentare e ridurre la nostra dipendenza da fertilizzanti chimici e pesticidi. . È imperativo trovare soluzioni biologiche per contribuire a garantire la sicurezza alimentare del Regno Unito".

Dott. Nicola Holden, guidando il team di genomica e bioinformatica presso SRUC e James Hutton Institute, disse, "Siamo in un momento molto eccitante nella nostra comprensione dei microbiomi a causa dei progressi nelle capacità di sequenziamento profondo, raccontandoci non solo la composizione dei microbiomi, ma anche informando sulle loro funzioni. Questa risorsa fornirà dati di base su come i diversi tipi di colture e i terreni in cui vengono coltivati ​​influiscono sul microbioma. La nostra ambizione è fornire una risorsa completa che verrà utilizzata per ottimizzare i sistemi di produzione delle colture".

Un ulteriore pacchetto di lavoro sarà incentrato sulla dimostrazione dell'utilità del UK-CMCB per l'isolamento dei batteri che promuovono la crescita delle piante e la costruzione di comunità sintetiche.

Ciò comporterà la caratterizzazione del microbiota coltivabile associato alle piante coltivate e la generazione di comunità microbiche sintetiche associate alle colture (SynComs) e la verifica del loro impatto positivo sulla crescita delle piante. I consorzi microbici generati attraverso questo pacchetto di lavoro verranno aggiunti a CryoBank e resi disponibili al pubblico.

Dottor Jacob Malone, Capo del gruppo, Microbiologia Molecolare presso il John Innes Centre, che guiderà il lavoro di costruzione e collaudo di SynCom ha detto, "Il Regno Unito-CMCB fornirà una piattaforma completa per consentire la ricerca verso l'ottimizzazione della resa delle piante e la fornitura di alternative sostenibili ai prodotti agrochimici dannosi per l'ambiente".

Il progetto quinquennale inizia nell'ottobre 2020 e coinvolgerà CHAP, il centro Agritech del Regno Unito per la salute e la protezione delle colture, ricerca accademica e industria.