Humans have been breeding crops unt

Humans have been breeding crops until they're bigger and more nutritious since the early days of agriculture, but genetic manipulation isn't the only way to give plants a boost. In a review paper published on September 25 in Trends in Microbiology, two integrative biologists present how it is possible to engineer the plant soil microbiome to improve plant growth, even if the plants are genetically identical and cannot evolve. These artificially selected microbiomes, which can also be selected in animals, can then be passed on from parents to offspring.

Only a few published studies have looked at the effects of artificially selecting microbiomes. In their own labs, the authors--Ulrich Mueller of the University of Texas at Austin and Joel Sachs of the University of California, Riverside--have seen microbiome engineering to be successful with Arabidopsis (a close relative of cabbage and broccoli). In the Arabidopsis experiments, bacteria from the roots of the largest plants were harvested with a filter and given to other plants growing from seed. Over time, the plants, which were genetically identical and therefore could not evolve by themselves, grew better because of their evolved and improved microbiomes.

"My hope is that others will become interested in optimizing methods in other systems," says Mueller. "For agricultural applications, I would start with artificial selection of root microbiomes in a greenhouse environment, using cash crops such as lettuce, cucumber, or tomatoes, learn from these greenhouse experiments, then gauge whether any of these principles can be applied to outdoor agriculture and horticulture."

Microbiome experiments can be tricky and affect reproducibility because of the complexity of propagating entire microbial communities between plants or between animals. The reason grasses and honeybees are attractive pilot organisms is because their microbiomes can be manipulated to be heritable. By testing this in organisms with stable genetics, it is easier to see the effects of adding specific bacterial communities.

"Selecting artificial microbiomes may be a cheaper way to help curb plant and animal diseases rather than pesticides and antibiotics or creating genetically modified organisms," Mueller says. "The methods to generate host-mediated artificial selection on root microbiomes are super simple (all you need is a syringe and a filter), and any farmer in any location could potentially do this to engineer microbiomes that are specific to the problems of the specific location where the farmer attempts to grow food.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

มนุษย์มีการปรับปรุงพันธุ์พืชจนเป็นใหญ่ และมีคุณค่าทางโภชนาการมากขึ้นนับตั้งแต่ยุคของเกษตร แต่การจัดการทางพันธุกรรมไม่ใช่วิธีเดียวที่จะให้พืชเพิ่ม ในความเห็น กระดาษประกาศวันที่ 25 กันยายนในจุลชีววิทยา biologists แบบบูรณาการทั้งสองมีแนวโน้มว่าจะไป microbiome ดินพืชเพื่อปรับปรุงการเจริญเติบโตของพืช แม้ว่าพืชแปลงพันธุกรรมเหมือนกัน และไม่สามารถพัฒนาโครงการ Microbiomes สมยอมเลือกเหล่านี้ ซึ่งคุณสามารถเลือกสัตว์ สามารถแล้วผ่านเข้าในจากพ่อแม่สู่ลูกหลานเพียงไม่กี่เผยแพร่ศึกษาได้ดูที่ผลของการเลือก microbiomes สมยอม ในตน labs เขียน - มึลเลอร์ Ulrich ของมหาวิทยาลัยเทกซัสที่ Austin และ Joel แซคส์ของมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ริเวอร์ไซด์ - ได้เห็น microbiome วิศวกรรมจะประสบความสำเร็จกับ Arabidopsis (ญาติใกล้ชิดของกะหล่ำปลีและบรอกโคลี) ในทดลอง Arabidopsis แบคทีเรียจากรากของต้นไม้ใหญ่ถูกเก็บเกี่ยว ด้วยตัวกรอง และให้พืชอื่น ๆ ที่ปลูกจากเมล็ด ช่วงเวลา พืช ซึ่งถูกแปลงพันธุกรรมเหมือนกัน และดังนั้น อาจไม่พัฒนา ด้วยตัวเอง ขยายตัวดีขึ้นเนื่องจาก microbiomes การพัฒนา และปรับปรุง"ความหวังของฉันคือ ว่า คนอื่นจะกลายเป็นสนใจในวิธีการเพิ่มประสิทธิภาพในระบบอื่น ๆ กล่าวว่า มึลเลอร์ "สำหรับงานเกษตร ฉันจะเริ่มต้น ด้วยการเลือกประดิษฐ์ของราก microbiomes ในเรือนกระจก ใช้พืชสดเช่นผักกาดหอม แตงกวา หรือมะเขือ เทศ เรียนรู้จากการทดลองเหล่านี้เรือนกระจก แล้ววัดว่าของหลักการเหล่านี้สามารถใช้กับพืชสวนและเกษตรกลางแจ้ง"Microbiome ทดลองสามารถเป็นเรื่องยุ่งยาก และมีผลต่อ reproducibility เนื่องจากความซับซ้อนของการเผยแพร่ทั้งจุลินทรีย์ชุมชน ระหว่างพืช หรือ ระหว่างสัตว์ ใบหญ้าและ honeybees มีชีวิตน่าสนใจนำร่องเป็นเนื่องจากสามารถจัดการกับ microbiomes ของพวกเขาจะ heritable โดยการทดสอบนี้ในสิ่งมีชีวิตกับพันธุศาสตร์มีเสถียรภาพ ได้ง่ายเมื่อต้องการดูผลของการเพิ่มเชื้อแบคทีเรียเฉพาะกลุ่มมึลเลอร์กล่าวว่า "เลือก microbiomes เทียมอาจจะถูกกว่าไปช่วยโรคพืชและสัตว์นุ่งแทนยาฆ่าแมลง และยาปฏิชีวนะ หรือสร้างแปลงพันธุกรรมสิ่งมีชีวิตที่ปรับเปลี่ยน "วิธีสร้างโฮสต์ mediated เลือกประดิษฐ์บนราก microbiomes จะง่ายสุด (คุณมีแบบเข็มและตัวกรอง), และเกษตรกรใด ๆ ในสถานใด ๆ อาจไม่นี้วิศวกร microbiomes เฉพาะปัญหาเฉพาะสถานที่ที่ชาวนาพยายามที่จะเจริญเติบโตอาหาร

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

มนุษย์ได้รับการปรับปรุงพันธุ์พืชจนกว่าพวกเขาจะใหญ่กว่าและมีคุณค่าทางโภชนาการมากขึ้นตั้งแต่วันแรกของการเกษตร แต่การจัดการทางพันธุกรรมไม่ได้เป็นวิธีเดียวที่จะให้พืชเพิ่ม ในบทความรีวิวที่ตีพิมพ์เมื่อวันที่ 25 เดือนกันยายนในแนวโน้มในจุลชีววิทยาชีววิทยาบูรณาการทั้งสองนำเสนอวิธีการที่จะเป็นไปได้ที่วิศวกร microbiome ดินพืชในการปรับปรุงการเจริญเติบโตของพืชแม้ว่าพืชมีลักษณะทางพันธุกรรมเหมือนกันและไม่สามารถพัฒนา เหล่านี้ microbiomes เลือกเทียมซึ่งสามารถเลือกได้ในสัตว์นั้นจะสามารถส่งผ่านจากพ่อแม่ไปยังลูกหลาน. เพียงไม่กี่การศึกษาที่เผยแพร่ได้มองไปที่ผลกระทบของเทียมเลือก microbiomes ในห้องปฏิบัติการของตัวเองผู้เขียน - อูลมูลเลอร์จากมหาวิทยาลัยเท็กซัสที่ออสตินและโจเอลแมนแซคส์ของมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียริเวอร์ไซด์ - ได้เห็นวิศวกรรม microbiome จะประสบความสำเร็จกับ Arabidopsis (ญาติสนิทของกะหล่ำปลีและผักชนิดหนึ่ง) ในการทดลอง Arabidopsis แบคทีเรียจากรากของพืชที่ใหญ่ที่สุดเก็บเกี่ยวกับกรองและมอบให้กับพืชอื่น ๆ ที่เพิ่มขึ้นจากเมล็ด เมื่อเวลาผ่านไปพืชที่มีลักษณะทางพันธุกรรมเหมือนกันและดังนั้นจึงไม่สามารถพัฒนาตัวเองโดยการเติบโตที่ดีกว่าเพราะของ microbiomes การพัฒนาและปรับปรุงให้ดีขึ้นของพวกเขา. "ฉันหวังว่าคนอื่น ๆ จะกลายเป็นที่สนใจในการเพิ่มประสิทธิภาพในระบบวิธีการอื่น ๆ " มูลเลอร์กล่าวว่า "สำหรับการใช้งานการเกษตรฉันจะเริ่มต้นด้วยการเลือกเทียม microbiomes รากในสภาพแวดล้อมเรือนกระจกโดยใช้พืชเศรษฐกิจเช่นผักกาดหอมแตงกวาหรือมะเขือเทศเรียนรู้จากเหล่านี้ทดลองเรือนกระจกแล้ววัดว่าใด ๆ ของหลักการเหล่านี้สามารถนำมาใช้กับการเกษตรกลางแจ้ง และพืชสวน. "การทดลองmicrobiome อาจเป็นเรื่องยุ่งยากและมีผลต่อการทำซ้ำเพราะความซับซ้อนของการขยายพันธุ์กลุ่มจุลินทรีย์ทั้งหมดระหว่างพืชหรือระหว่างสัตว์ หญ้าเหตุผลและผึ้งเป็นสิ่งมีชีวิตที่น่าสนใจนักบินเป็นเพราะ microbiomes ของพวกเขาสามารถจัดการให้เป็นมรดกตกทอด โดยการทดสอบนี้ในสิ่งมีชีวิตที่มีพันธุกรรมมั่นคงมันเป็นเรื่องง่ายที่จะเห็นผลกระทบของการเพิ่มชุมชนแบคทีเรียที่เฉพาะเจาะจง. "การเลือก microbiomes เทียมอาจจะเป็นวิธีที่ถูกกว่าที่จะช่วยให้พืชขอบและโรคสัตว์มากกว่ายาฆ่าแมลงและยาปฏิชีวนะหรือการสร้างสิ่งมีชีวิตดัดแปลงพันธุกรรม" มูลเลอร์กล่าวว่า "วิธีการที่จะทำให้เกิดการเลือกเทียมโฮสต์สื่อกลางใน microbiomes รากง่ายสุด (ทั้งหมดที่คุณต้องเป็นเข็มฉีดยาและกรอง) และเกษตรกรใด ๆ ในสถานที่ใด ๆ ที่อาจเกิดขึ้นสามารถทำเช่นนี้ให้วิศวกร microbiomes ที่ระบุถึงปัญหาของการที่เฉพาะเจาะจง สถานที่ที่เกษตรกรพยายามที่จะปลูกพืช

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

มนุษย์มีการเพาะพันธุ์พืชจนกว่าพวกเขาจะใหญ่กว่าและมีคุณค่าทางโภชนาการมากขึ้นตั้งแต่วันแรกของการเกษตร แต่ทางพันธุกรรมไม่ใช่วิธีเดียวที่จะให้พืชเพิ่ม ในการตรวจทานกระดาษที่เผยแพร่ในวันที่ 25 กันยายนในแนวโน้มทางจุลชีววิทยา 2 บูรณาการนักชีววิทยาปัจจุบันว่ามันเป็นไปได้ที่จะวิศวกรดินพืชไมโครไบโเพื่อเพิ่มการเจริญเติบโตของพืชถ้าพืชมีพันธุกรรมเหมือนกัน และไม่สามารถพัฒนา เหล่านี้ตั้งใจเลือก microbiomes ซึ่งยังสามารถเลือกในสัตว์นั้นจะสามารถถ่ายทอดจากพ่อแม่ไปยังลูกหลาน

เพียงไม่กี่เผยแพร่การศึกษาดูผลของการเลือก microbiomes เทียม . ในห้องแล็บของพวกเขาเองผู้เขียน -- ริช มูลเลอร์ แห่งมหาวิทยาลัยเท็กซัสที่ออสติน และ โจเอล แซคส์ แห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ริเวอร์ไซด์ -- ได้เห็นวิศวกรรมไมโครไบโจะประสบความสำเร็จกับ Arabidopsis ( ญาติสนิทของกะหล่ำปลีและผักชนิดหนึ่ง ) ใน Arabidopsis การทดลอง แบคทีเรีย จากรากของพืชที่ใหญ่ที่สุดเก็บกับตัวกรองและให้พืชอื่น ๆ การปลูกจากเมล็ด ตลอดเวลาพืช ซึ่งมีพันธุกรรมเหมือนกันและดังนั้นจึงไม่สามารถพัฒนาได้ด้วยตนเอง เติบโตได้ดี เพราะพวกเขามีวิวัฒนาการและ microbiomes ดีขึ้น

" ฉันหวังว่าคนอื่นจะกลายเป็นที่สนใจในการปรับวิธีการในระบบอื่น ๆ ที่กล่าวว่า " มุลเลอร์ " . สำหรับการใช้งานการเกษตร ผมจะเริ่มด้วยการเลือกเทียม ราก microbiomes สภาวะเรือนกระจกการใช้พืชเศรษฐกิจ เช่น ผักกาดหอม แตงกวา หรือมะเขือเทศ เรียนรู้จากการทดลองเรือนกระจกเหล่านี้ แล้ววัดว่าใด ๆของหลักการเหล่านี้สามารถใช้เพื่อการเกษตรกลางแจ้งและพืชสวน "

ไมโครไบโการทดลองสามารถหากินและมีผลต่อยา เนื่องจากความซับซ้อนของการขยายพันธุ์พืช จุลินทรีย์ทั้งชุมชนระหว่างหรือระหว่างสัตว์เหตุผลที่หญ้าและผึ้งเป็นสิ่งมีชีวิตต้นแบบมีเสน่ห์เพราะ microbiomes ของพวกเขาสามารถจัดการที่จะสามารถ . โดยการทดสอบนี้ในสิ่งมีชีวิตที่มีพันธุกรรมคงที่ มันง่ายที่จะเห็นผลของการเพิ่มชุมชนแบคทีเรียที่เฉพาะเจาะจง .

" การเลือกเทียม microbiomes อาจเป็นวิธีที่ถูกกว่าเพื่อช่วยควบคุมโรคพืชและสัตว์ มากกว่า ยาฆ่าแมลงและยาปฏิชีวนะหรือการสร้างสิ่งมีชีวิตดัดแปลงพันธุกรรม " มุลเลอร์ กล่าวว่า " . วิธีการสร้างการเลือกโฮสต์โดยเทียม ราก microbiomes เป็น super ง่าย ( สิ่งที่คุณต้องเป็นเข็ม และตัวกรอง )และเกษตรกรในสถานที่ใด ๆอาจจะทำแบบนี้กับวิศวกร microbiomes ที่มีเฉพาะในปัญหาของสถานที่เฉพาะ ที่เกษตรกรพยายามที่จะเติบโตอาหาร