Исследователи раскрывают секреты почвенных микробов
Чтобы понять экологию почвенных микробов, нужно изучать их не в лабораторных культурах, а непосредственно в почве. Именно это сделали ученые из Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса (LLNL) и Университета Северной Аризоны (NAU).
Связи между генами микроорганизмов и их активностью часто оценивают в лаборатории на чистых культурах, почти не проверяя их в природных условиях. Команда показала, что геномные признаки, связанные с лабораторными измерениями максимального потенциала роста, не могут предсказать скорость роста бактерий в реальной почве.
"Измерить рост микробов in situ очень сложно, — говорит соавтор работы Дженнифер Петт-Ридж из LLNL. — Но мы используем новый метод, разработанный нашими коллегами из лаборатории Брюса Хангейта в NAU, — количественное стабильно-изотопное зондирование. Это меняет всё".
Знание геномов микроорганизмов позволяет заглянуть в их скрытую жизнь: что они могут есть, чем дышать и как быстро расти. Скорость роста отражает эволюционное прошлое организма, его экологическую нишу и потенциальное влияние на окружающую среду.
Многие микробные экологи предполагают, что скорость роста должна определяться признаками, закодированными в геноме. Но где в геноме находится ответ?
Возможно, быстро расти смогут организмы с высокой способностью производить белки. У бактерий один из таких генов — ген 16S рибосомной РНК. Чем больше у них копий этого гена, тем быстрее они должны производить белки и расти. Данные лабораторных испытаний подтверждают это.
Однако в естественных бактериальных сообществах, живущих в реальных почвах, бактерии со многими копиями гена растут не быстрее, чем бактерии всего с одной копией. Другими словами, число копий гена 16S может быть признаком, который работает в лаборатории, но не в реальном мире.
Но при добавлении питательных веществ ожидаемая связь проявилась: добавление сахара, отдельно или вместе с азотом, стимулировало рост почвенных бактерий, особенно тех, у кого много копий гена 16S. Добавление сахара в почву, по-видимому, заставляет её вести себя немного больше как лабораторная культура.