میلیون‌ها سال است باکتری‌هایی در خاک زندگی می‌کنند که در رشد و عملکرد گیاهان نقش بسزایی دارند. میکروب‌ها عناصر ضروری مانند نیتروژن و فسفر را در اختیار گیاهان قرار می‌دهند و به افزایش بالقوه مقاومت و عملکرد آن‌ها در برابر شرایط مختلف و تنش‌ها کمک می‌کنند.

گیاهان در ازای آن، مواد غذایی آلی مورد نیاز باکتری‌ها را تامین کرده و درنتیجه هردو از این نوع زندگی سود می‌برند. امروزه تحولات جهانی مانند آلودگی خاک و یا تغییرات آب و هوایی سلامت خاک را به شدت تهدید می‌کنند و همچنین افزایش جمعیت جهان سبب افزایش فشار بیش از حد بر اراضی کشاورزي، به منظور تولید بیشتر محصولات کشاورزي شده است.

تا حدود سال‌هاي 1900 در جهان به ویژه در ایالات متحده، تقاضا براي افزایش تولیدات کشاورزي به طور عمده با به زیر کشت بردن اراضی جدید تأمین می‌شد ولی این روش دوام چندانی نداشت؛ لذا ایده افزایش

تولید در واحد سطح با کمک روش‌های راهبردی مختلف که با بهبود عملکرد و پایداری کشاورزی و با کمترین اثرات زیست محیطی بتواند مواد غذایی مورد نیاز برای جمعیت انسان را تولید کند بیشتر قوت

گرفت.

در حال حاضر استفاده از بیوتکنولوژي خاك با هدف استفاده از پتانسیل ارگانیسم‌هاي مفید خاک‌زي به منظور تولید حداکثر محصول، در ضمن توجه به بهبود کیفیت خاك و ایمنی محیط زیست، به شدت مورد توجه قرار گرفته است.

شواهد زیادی وجود دارد که فناوری‌های بیولوژیکی که از میکروب‌ها یا متابولیت‌های آن‌ها استفاده می‌کند، می‌تواند جذب و عملکرد مواد مغذی را در گیاه افزایش دهد، آفات را کنترل و پاسخ‌های استرس گیاهی را کاهش دهد.

ساز وکارهاي متعددي براي توضیح چگونگی تأثیر باکتري‌هاي افزایندهی رشد گیاه بر رشد و نمو گیاهان شناخته شده که آن‌ها را به طور کلی می‌توان شامل دو گروه مستقیم و غیر مستقیم دانست. در حالت مستقیم، انواع PGPR با استفاده از مکانیزم‌هاي تثبیت زیستی نیتروژن، افزایش جذب و فراهمی یا محلول کردن عناصر غذایی، تولید هورمون‌هاي رشد گیاهی، سنتز آنزیم‌هاي تعدیل کننده رشد و توسعه‌ گیاه، تولید انواع ویتامین‌ها، تولید سیدروفورهاي کلاته‌کننده آهن و محلول ساختن فسفات باعث تحریک و افزایش رشد گیاهان می‌شوند.

بنابراین در بسیاری از کشورها، پیش از هرگونه اقدام به فعالیت در اراضی کشاورزی مختلف، کیفیت خاک را با استفاده از شاخص‌های قوی از نظر بانک میکروبی و تنوع باکتری‌های PGPR و همچنین انواع متابولیت‌های آن بررسی می‌کنند تا میزان عملکرد گیاه ومحصول‌دهی را به بالاترین حد خود برسانند.

در حال حاضر روش‌ها و ابزارهای مولکولی مبتنی بر DNA از بهترین شاخص‌های بررسی کیفیت خاک هستند و اطلاعات بسیار جامع و مفیدی در مورد جزییات جوامع میکروبی خاک در اختیار ما قرار می‌دهد.

امروزه پیشرفت چشمگیر مطالعات مولکولی و ژنتیکی، روز به روز درک ما را نسبت به انواع مسیرهای متابویکی جدید میکروبی و کشف صفات و ژن‌های جدید گسترش می‌دهد و از طرفی واضح است که این حوزه مطالعاتی در جهت بهبود محصولات زراعی و افزایش کیفیت مواد غذایی به شیوه‌ای سازگار با محیط زیست، بسیار ناقص و مستحق تلاش‌های تحقیقاتی فراوان است.

بنابراین یافتن برنامه‌های کاربردی بالقوه در زمینه کشت گیاهان پایدار همواره یکی از دغدغه‌های ذهنی محققان این حوزه است تا بتوانند به کمک فناوری‌های میکروبی در حال ظهور به شیوه‌هایی پایدارتر، برای تولید محصولاتی با کیفیت‌تر دست یابند.

* کارشناس ستاد توسعه زیست‌فناوری معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری

پایان پیام/23