Όπως είναι γνωστό, τα φυτά δεν μπορούν να μετακινηθούν για να αντιμετωπίσουν τις προκλήσεις με τις οποίες έρχονται αντιμέτωπα. Έτσι, η πρόληψη θρεπτικών συστατικών, η ανάπτυξη αμυντικών μηχανισμών ενάντια σε εχθρούς και ασθένειες και η αντιμετώπιση των αβιοτικών καταπονήσεων, γίνονται με την πολύτιμη βοήθεια του μικροβιώματος.
Τι είναι το μικροβίωμα των φυτών;
Ακριβώς όπως οι άνθρωποι και τα άλλα ζώα, τα φυτά έχουν τα δικά τους μικροβιώματα, τα βακτήρια, τους μύκητες και άλλους μικροοργανισμούς που ζουν πάνω και μέσα στα φυτά.
Στις περισσότερες των περιπτώσεων, τα μικρόβια θεωρούνται επιβλαβείς οργανισμοί και όταν όχι, η ωφέλιμη αξία τους δεν έχει κατανοηθεί στο βαθμό που θα έπρεπε.
Τι συμβαίνει όμως πραγματικά με όλους τους υπόλοιπους άγνωστους ιούς που δεν έχουν μελετηθεί; Τα περισσότερα είδη φυτών φέρουν ιούς χωρίς όμως να είναι άρρωστα. Μάλλον φαίνεται πως οι ιοί και τα φυτά ζουν μεταξύ τους σε αρμονία.
Οι φυτικοί ιστοί φιλοξενούν μικροοργανισμούς και ανάλογα με το τμήμα του φυτού στο οποίο βρίσκονται και αλληλοεπιδρούν, διακρίνονται στις παρακάτω κατηγορίες:
Ριζομικροβίωμα: Ο αποικισμός των μικροοργανισμών (βακτήρια, μύκητες, νηματώδεις) που βρίσκοται στην ριζόσφαιρα , δηλαδή στην περιοχή γύρω από το ριζικό σύστημα του φυτού.
Φυλλομικροβίωμα: Βρίσκεται στη φυλλόσφαιρα, δηλαδή στην εξωτερική επιφάνεια του φυτού και περιλαμβάνει επιφυτικά μικρόβια (μικρόβια πλησίον ή πάνω στους φυτικούς ιστούς). Το φυλλομικροβίωμα είναι αυτό που βοηθά στη διατήρηση της υγείας των φυτών, αναστέλλοντας την εξάπλωση βλαβερών φυτοπαθογόνων.
Ενδομικροβίωμα: Οι ενδοφυτικοί μικροοργανισμοί (βακτήρια, μύκητες) ζουν στους φυτικούς ιστούς και δημιουργούν συμβιωτικές σχέσεις με τα φυτά. Συνήθως εισέρχονται στους φυτικούς ιστούς δημιουργώντας αποικίες συμβάλλοντας στη δέσμευση αζώτου, την έκκριση φυτοορμονών και την πρόσληψη θρεπτικών συστατικών.
Η ευεργετική δράση του μικροβιώματος των φυτών
Η αποδοτικότητα των γεωργικών εκμεταλλεύσεων πολύ συχνά επηρεάζεται από βιοτικές - αβιοτικές καταπονήσεις και από έλλειψη θρεπτικών συστατικών. Οι μικροβιακές κοινότητες μπορούν και σχηματίζουν σχέσεις συνεργασίας με τα φυτά, αλληλοεπιδρώντας και αναπτύσσοντας ευεργετικούς μηχανισμούς. Πιο συγκεκριμένα προωθούν:
Αύξηση της ευρωστίας και της παραγωγικότητας
► Βιολογική δέσμευση του αζώτου της ατμόσφαιρας και μετατροπή σε διαθέσιμη μορφή για την πρόσληψη του από τα φυτά.
► Διαλυτοποίηση των (δυσδιάλυτων μορφών) θρεπτικών συστατικών (π.χ. φωσφορικών αλάτων, καλίου) και μετατροπή σε διαλυτές και απορροφήσιμες για τα φυτά μορφές.
► Σύνθεση φυτικών ορμονών (Ινδολο-3-οξικό οξύ (IAA), γιββερελλίνες, κυτοκινίνες, αμπσισικό οξύ) που παίζουν σημαντικό ρόλο στη διατήρηση της υγείας και την ανάπτυξη των φυτών.
Ανθεκτικότητα σε βιοτικές και αβιοτικές καταπονήσεις
Κάτω από αντίξοες συνθήκες τα φυτά αναπτύσσουν διάφορους μηχανισμούς για την επιβίωση τους. Έτσι, όταν ένα φυτό βλάπτεται από κάποιον εξωγενή παράγοντα, αυτόματα ενεργοποιείται το ανοσοποιητικό του σύστημα εκκρίνοντας από τις ρίζες ουσίες οι οποίες προσελκύουν ωφέλιμους μικροοργανισμούς. Για παράδειγμα:
► Καταπολεμούν τους βλαβερούς για το φυτό μικροοργανισμούς (π.χ. μύκητες, βακτήρια, ιούς, νηματώδεις)
► Υποστηρίζουν σε επίπεδο φυσιολογίας την αντιμετώπιση δυσμενών περιβαλλοντικών συνθηκών (π.χ. ξηρασία, υψηλές θερμοκρασίες, αλατότητα, βαρέα μέταλλα).
Πώς μπορεί να συμβάλει η διεύρυνση της γνώσης των φυτομικροβιωμάτων στη γεωργία;
Η αξιοποίηση του φυτομικροβιώματος μπορεί να προσφέρει εναλλακτικές δυνατότητες συνεισφέροντας στην άμβλυνση των περιβαλλοντικών προβλημάτων και στην επίτευξη της βιώσιμης ανάπτυξης. Επιπλέον, η επέκταση της έρευνας των φυτομικροβιωμάτων και η εξεύρεση τρόπων μεταβολής της σύνθεσης και των αλληλεπιδράσεων τους με τα φυτά, μπορούν να φέρουν καινοτόμες καλλιεργητικές λύσεις στην πρόσληψη θρεπτικών συστατικών και στην αντιμετώπιση καταπονήσεων και προσβολών.
Ήδη στην αγορά υπάρχουν διάφορα μικροβιακά σκευάσματα όπως τα μικροβιακά εμβόλια και τα βιολογικά φυτοπροστατευτικά και λιπάσματα τα οποία συμβάλλουν στην ενίσχυση της φυτικής παραγωγής.
Πηγές:
Singh, A., Mazahar, S., Chapadgaonkar, S. S., Giri, P., & Shourie, A. (2023). Phyto-microbiome to mitigate abiotic stress in crop plants. Frontiers in Microbiology, 14, 1210890.
Bhatt, P., Verma, A., Verma, S., Anwar, M. S., Prasher, P., Mudila, H., & Chen, S. (2020). Understanding Phytomicrobiome: A Potential Reservoir for Better Crop Management. _Sustainability_, _12_(13), Article 13.
Khanna, K., Kohli, S. K., Sharma, N., Kour, J., Devi, K., Bhardwaj, T., Dhiman, S., Singh, A. D., Sharma, N., Sharma, A., Ohri, P., Bhardwaj, R., Ahmad, P., Alam, P., & Albalawi, T. H. (2022). Phytomicrobiome communications: Novel implications for stress resistance in plants. _Frontiers in Microbiology_, _13_.
