Làm thế nào để các xét nghiệm microbiome đất dựa trên gen dựa trên gen hỗ trợ bảo vệ môi trường tập trung đa dạng sinh học?

Đất thường được gọi là da của trái đất, nhưng bên dưới bề mặt đó là một vũ trụ sống vô hình. Các vi khuẩn đất là một trong những hệ sinh thái đa dạng nhất trên hành tinh và sức khỏe của chúng ảnh hưởng trực tiếp đến đa dạng sinh học, chức năng hệ sinh thái và ổn định khí hậu ¹ . Nhờ các công nghệ trình tự gen, các nhà khoa học giờ đây có thể giải mã các cộng đồng vô hình này, cung cấp các công cụ mới để hướng dẫn các chiến lược bảo tồn dựa trên đa dạng sinh học ² . Chúng ta hãy khám phá cách các xét nghiệm microbiome đất dựa trên gen dựa trên gen đang định hình lại bảo vệ môi trường từ đầu.

Tiết lộ sự đa dạng của vi sinh vật đất ẩn thông qua các xét nghiệm trình tự gen

Phương pháp vi sinh truyền thống, giống như nuôi cấy, chỉ một phần của cuộc sống vi sinh vật. Các xét nghiệm theo trình tự gen cho phép xác định hàng ngàn loài vi sinh vật ³ , nhiều trong số đó chưa được biết trước đây.

Kỹ thuật trình tự gen phổ biến:

• Trình tự 16S rRNA ⁴ : Nhắm mục tiêu vi khuẩn và Archaea để cấu hình thành phần cộng đồng.
• Trình tự của nó : Chuyên về nhận dạng nấm.
• Metagenomics ⁵ : Trình tự tất cả DNA vi sinh vật trong một mẫu, tiết lộ tiềm năng di truyền và các loại phân loại hiếm.
• Shotgun metagenomics : nắm bắt dữ liệu di truyền hoàn chỉnh để nhận dạng và chức năng loài.

Ví dụ: Tỷ lệ khám phá vi sinh vật

Các xét nghiệm này cung cấp một kho lưu trữ vi sinh vật hoàn chỉnh , phơi bày cả các sinh vật có lợi và các mầm bệnh tiềm năng ẩn trong hệ sinh thái đất.

Vai trò của hệ vi sinh vật đất trong việc duy trì đa dạng sinh học hệ sinh thái như thể hiện bằng các thử nghiệm

Các xét nghiệm theo trình tự gen cho thấy cách các vi khuẩn đất đóng vai trò là các loài Keystone hình thành sức khỏe và sự đa dạng của toàn bộ hệ sinh thái.

Vai trò vi sinh vật trong bảo trì đa dạng sinh học:

• Đi xe đạp dinh dưỡng : Vi khuẩn điều hòa nitơ, phốt pho và dòng carbon hỗ trợ cho đời sống thực vật.
• Symbiosis microbe thực vật : nấm mycorrhizal và vi khuẩn cố định nitơ tăng cường sự đa dạng thực vật.
• Ức chế bệnh : Các vi khuẩn có lợi vượt quá các mầm bệnh, giảm tỷ lệ tử vong của thực vật.
• Hỗ trợ web thực phẩm : Vi khuẩn đất tạo thành cơ sở của chuỗi thực phẩm gây hại hỗ trợ côn trùng, chim và động vật có vú.

Trình tự ví dụ Insight

Bằng cách hiểu những vi khuẩn nào có mặt và những gì họ đang làm, các nhà bảo tồn có thể dự đoán khả năng phục hồi và hoạt động của hệ sinh thái với độ chính xác cao hơn.

Thực hiện các chiến lược bảo tồn được hướng dẫn bởi kết quả microbiome đất theo trình tự gen

Kết quả xét nghiệm microbiome không chỉ là chẩn đoán mà họ có thể thực hiện được . Với một bức tranh rõ ràng về sức khỏe và sự đa dạng của vi sinh vật, các nhà quản lý đất đai có thể phát triển các can thiệp phù hợp để bảo tồn.

Các ứng dụng trong bảo tồn tập trung vào đa dạng sinh học:

• Khôi phục các mạng lưới mycorrhizal : RemeDuce Fungi trong các vùng bị phá hủy hoặc bị ảnh hưởng bởi lửa.
• Chọn các loài thực vật bản địa : Phù hợp với hệ thực vật với các cấu hình microbiome cho tỷ lệ sống cao hơn.
• Tăng cường chất hữu cơ của đất : thúc đẩy sự phong phú của vi sinh vật thông qua phủ hoặc ủ phân.
• Giám sát loài xâm lấn : Phát hiện sự dịch chuyển của vi sinh vật tín hiệu mất cân bằng hệ sinh thái.

Bảng chiến lược bảo tồn

Với trình tự gen như một hướng dẫn, các chiến lược đa dạng sinh học trở thành tùy chỉnh, dựa trên khoa học và có thể đo lường được .

Tiềm năng của các xét nghiệm trình tự gen để khôi phục hệ sinh thái phụ thuộc vào đất bị suy thoái

Trong môi trường xuống cấp, từ các khu vực khai thác bị bỏ rơi đến các vùng đất bị nông nghiệp quá mức, các thử nghiệm theo trình tự có thể đánh giá tiến trình phục hồi và xác định các khoảng trống của vi sinh vật cần lấp đầy.

Các trường hợp sử dụng phục hồi:

• Các dự án xây dựng lại : Theo dõi sự phục hồi của các cộng đồng vi sinh vật khi các loài bản địa trở lại.
• Xanh đô thị : Đánh giá sự đa dạng của vi sinh vật trong mái nhà xanh hoặc công viên thành phố.
• Làm sạch sau công nghiệp : Xác định xem đất độc hại có lấy lại chức năng sinh học không.
• Lập kế hoạch khả năng phục hồi khí hậu : Xác định các cộng đồng vi sinh vật chống hạn hán.

Bảng tiến bộ phục hồi

Theo dõi các xu hướng này đảm bảo rằng các nỗ lực phục hồi không chỉ là trực quan mà còn có căn cứ về mặt sinh thái .

Phần kết luận

Các xét nghiệm microbiome đất dựa trên gen đang mở khóa một kỷ nguyên mới của bảo tồn tập trung đa dạng sinh học ⁶ . Bằng cách tiết lộ những người chơi vi sinh vật ẩn hỗ trợ cuộc sống trên mặt đất, các thử nghiệm này trao quyền cho các nhà khoa học, nhà hoạch định chính sách và cộng đồng để đưa ra quyết định thông minh hơn, hiệu quả hơn ⁷ . Cho dù bảo vệ các khu rừng phát triển cũ hoặc các loại rác thải phục hồi, trình tự gen cung cấp kế hoạch chi tiết sinh học cho các loại DNA DNA quản lý bền vững ⁸ tại một thời điểm.