Z lidského mikrobiomu se v posledních letech stalo důležité a často skloňované téma. Většina lidí už díky této osvětě tuší, že jim ve střevech hospodaří několik miliard bakterií, virů a hub, které je dobré si hýčkat zdravou a vyváženou stravou. Spokojení střevní obyvatelé se nám totiž odmění nejen bezproblémovým zažíváním, ale i dobrou náladou a fungující imunitou. Tyto „hodné“ bakterie nás také chrání před případnými „zlými“ mikroorganismy, které se pak nemají kde uchytit. Málokdo ale ví, že také rostliny mají svůj mikrobiom, o který s láskou pečují.

Donedávna se myslelo, že mikrobiom rostlin se nachází především na povrchu kořenů a v jejich bezprostředním okolí. Nicméně mikroorganismy osidlují i stonky, listy, květy a dokonce semena zástupců rostlinné říše. Mikrobiom rostlin se pak, stejně jako u živočichů, nachází také uvnitř jejich těl. Většina rostlinného mikrobiomu je tvořena, vedle virů a hub, bakteriemi, jejichž složení se liší jak mezi jednotlivými druhy, tak i mezi jedinci téhož druhu obývajících jiný typ půdy. Každý rostlinný druh má svůj tzv. core mikrobiom (tj. nezbytný, tvořící jakési „jádro“ mikrobiomu), který je specifický pro jednotlivé druhy rostlin a je nezávislý na okolních podmínkách. Vědci již zmapovali tento core mikrobiom u rajčete, brambory a vinné révy. Druhým typem je tzv. satelitní mikrobiom, jehož složení je spíše než druhem rostliny definované typem půdy, její vlhkostí nebo nadmořskou výškou, ve které daná rostlina žije. Různé rostliny na stejném stanovišti tedy sdílí podobný satelitní mikrobiom.

Foto: Markus Spiske, unsplash.com

Nejprve se zaměříme na ten nejdéle prozkoumaný, tedy kořenový mikrobiom. Jeho složení ovlivňuje typ půdy, její vlhkost, pH, salinita a především látky, které sama rostlina do půdy okolo sebe vypouští. Co se interakce mezi bakteriemi a kořeny rostlin týče, je asi nejznámějším příkladem symbióza (tedy vzájemně výhodný vztah) mezi hlízkovitými bakteriemi a kořeny bobovitých rostlin, mezi něž patří zejména luštěniny. Hlízkovité bakterie umí fixovat vzdušný dusík, který by rostlina jinak neuměla využít. Jelikož je dusík základním stavebním prvkem aminokyselin, ze kterých jsou tvořeny bílkoviny, mohou se luštěniny pyšnit jejich vysokým obsahem a nabízet tak bohatý neživočišný zdroj bílkovin.

To, že také sama rostlina ovlivňuje složení svého mikrobiomu, popsali vědci v nové studii, publikované v časopise Nature Plants. Zkoumali klasickou laboratorní modelovou rostlinu – huseníček rolní (Arabidopsis thaliana), který syntetizuje a kořeny do půdy vypouští specifickou látku myo-inositol, jež přitahuje konkrétní druh bakterie. Ta je schopná ho pak využít pro svůj metabolismus a na oplátku pomáhá rostlině v růstu. Vztah se stejnou bakterií a myo-inositolem výzkumníci pozorovali i u rajčete, což naznačuje, že se jedná o evolučně konzervovaný mechanismus.

Foto: Dan Gold, unsplash.com

Je to teprve několik málo let, co se vědci začali zabývat mikrobiomem i na jiných částech rostliny, než jsou kořeny. Podařilo se jim například zjistit, že „hodné“ bakterie na listech chrání rostlinu před škodlivými patogeny, čímž posilují její obranyschopnost. Některé bakterie a houby žijící uvnitř rostlinných těl dokonce produkují látky, které jsou jedovaté pro býložravce,  a tím chrání rostlinu před spásáním. Zajímavé je i zjištění, že rostliny mohou svůj mikrobiom dědit. K tomu dochází tím způsobem, že část prospěšných bakterií je ukryta v semenech a přenáší se do další generace.

Vědci zatím prozkoumali mikrobiom převážně zemědělských plodin, jelikož jeho zmapování nám může pomoci porozumět složitým vztahům mezi rostlinou a půdou a těžit z těchto poznatků v zemědělské praxi. Například je možné nanášet určité mikroorganismy na povrch rostlin formou povlaku, což může pomoci vylepšit jejich růst a rezistenci k patogenům. Úplnou novinkou je pak testování a výroba kapslí obsahujících blahodárný bakteriální mix, které by pěstitelé a zemědělci mohli jednoduše přidat do substrátu a tím vylepšit celkovou kondici našich zelených přátel.

Citovaná publikace: https://www.nature.com/articles/s41477-020-0707-2

Další publikace k tématu: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2090123219300700

Autor úvodní fotografie: Lucas Marconnet, unsplash.com