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# Biologie # Mikrobiologie

Die verborgene Rolle von Hefen auf Samen

Die Bedeutung von Hefen, die mit Samen verbunden sind, und ihren Einfluss auf die Pflanzengesundheit erkunden.

Muriel Marchi, Anaïs Bosc-Bierne, Thomas Lerenard, Josiane Le Corff, Sophie Aligon, Aurélia Rolland, Marie Simonin, Coralie Marais, Martial Briand, Viviane Cordovez, Linda Gouka, Thomas Guillemette, Philippe Simoneau, Natalia Guschinskaya

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Hefen: Wichtige Akteure Hefen: Wichtige Akteure für die Gesundheit von Samen Rollen. ihren wichtigen landwirtschaftlichen Untersuchung von Hefen auf Samen und
Inhaltsverzeichnis

Pflanzen leben nicht isoliert. Genau wie wir haben sie Freunde und sogar ein paar Feinde, die ihr Leben beeinflussen. Diese "Freunde" sind winzige Mikroorganismen, besonders die, die um Wurzeln und Blätter herum leben. Diese kleinen Helfer können eine Pflanze gesünder machen, ihr helfen, mehr Nährstoffe aufzunehmen, besser mit Stress umzugehen und sogar gegen Krankheiten zu verteidigen. In letzter Zeit haben Wissenschaftler angefangen, sich mit der weniger beliebten Gruppe zu beschäftigen – den Mikroorganismen, die an Samen leben.

Was ist so besonders an Samen?

Samen sind der Ausgangspunkt für die meisten Pflanzen. Sie sind wie das Starterkit zum Anbauen von Nutzpflanzen und zur Sicherstellung der Nahrungsproduktion. Trotz ihrer Bedeutung haben sich nicht viele Wissenschaftler intensiv damit beschäftigt, was mit den Mikroorganismen los ist, die mit Samen verbunden sind. Es gibt zwar jede Menge frühere Forschungen zu Mikroorganismen an Wurzeln und Blättern, aber die Samenfreunde sind immer noch nicht so im Fokus. Nur ein paar Studien haben untersucht, wie diese kleinen Kumpels die Keimung, das Wachstum und die Widerstandsfähigkeit gegen bestimmte Krankheiten beeinflussen.

Yo, wo sind die Pilze?

Die meisten Forschungen rund um die Samenmikroorganismen haben sich auf Bakterien konzentriert und die Pilze aussen vor gelassen. Dabei ist ein Samen wie eine Mini-Mikrobenparty, auf der sowohl Pilze als auch Bakterien in etwa gleich grossen Zahlen leben. Eine aktuelle Studie hat ergeben, dass es über 2000 Arten von Pilzen gibt, die auf Samen verschiedener Pflanzenarten leben. Einige dieser Pilze sind ziemlich verbreitet und kommen in mehreren Pflanzenarten vor. Interessanterweise sind einige dieser Pilze tatsächlich Hefen.

HEFE: Die unbesungenen Helden

Du kennst Hefe vielleicht als das Zeug, das Brot aufgehen lässt und beim Bierbrauen hilft. Aber diese kleinen Pilze können auch für Pflanzen nützlich sein. Trotz ihres Potenzials wurde bisher nicht viel über Hefe in der Landwirtschaft geforscht. Die meisten Studien haben sich auf die Rolle von Hefe in der Ernährung und Medizin konzentriert. Es ist höchste Zeit, diesen winzigen Organismen das Rampenlicht zu geben, das sie in der Landwirtschaft verdienen.

Untersuchung der sammelnden Hefen

Diese Studie wollte die Vielfalt der Hefen auf Samen verschiedener Pflanzen unter die Lupe nehmen. Die Wissenschaftler wollten einige zentrale Fragen beantworten: Welche Hefetypen sind an Samen zu finden? Gibt es bestimmte Hefetypen, die einzigartig für bestimmte Pflanzen sind? Und wie gut passen unsere Ergebnisse zu dem, was in früheren Studien gefunden wurde?

Um diese Fragen zu untersuchen, sammelten die Wissenschaftler Samen von einer Mischung aus Wildpflanzen und Nutzpflanzen. Sie verwendeten verschiedene Methoden, darunter traditionelle Kulturtechniken und moderne genetische Analysen, um die vorhandenen Hefen zu identifizieren.

Zur Sache: Hefeisolierung

Das Team isolierte Hefen von Samen mit zwei Hauptmethoden. Die erste war eine klassische Technik, bei der sie Samen auf spezielle Agarplatten legten und warteten, bis die Hefen wuchsen. Die zweite Methode bestand darin, Samen und Sämlinge in einer Lösung einzuweichen, um die Mikroorganismen effizienter zu sammeln. Diese Kombination von Methoden ermöglichte es den Forschern, eine breitere Palette von Hefen zu erfassen.

Die Hefen sortieren

Um die Hefen zu identifizieren, analysierten die Wissenschaftler deren DNA. Dabei verwendeten sie spezifische Marker, um herauszufinden, welche Hefetypen vorhanden waren. Sie verglichen ihre Funde mit einer grösseren Datenbank über Samenhfe, um zu sehen, wie ihre Proben mit zuvor identifizierten Stämmen übereinstimmten.

Vielfältige Hefesammlung

Nach all der harten Arbeit gelang es den Wissenschaftlern, beeindruckende 219 verschiedene Hefestämme zu isolieren. Sie identifizierten diese Hefen als Teil von zwei Hauptgruppen: Ascomycota und Basidiomycota. Auffällig war, dass die meisten Hefen aus der Basidiomycota-Gruppe stammten, die ziemlich verbreitet war.

Unter den gefundenen Stämmen stachen einige Typen hervor, weil sie besonders zahlreich waren. Einige Gattungen wie Holtermaniella, Vishniacozyma, Naganishia und Filobasidium hatten Dutzende von Isolaten. Allerdings waren einige Hefen auch selten und traten nur einmal oder zweimal in den Proben auf.

Ein genauerer Blick auf die Hefemorphologie

Die Wissenschaftler wollten nicht nur wissen, welche Hefen da waren; sie wollten auch schauen, wie sie wirklich aussahen. Sie untersuchten die Hefekolonien unter dem Mikroskop und notierten ihre Textur, Grösse und Farbe. Die meisten Hefekolonien waren glatt, wobei einige lebendige Farben wie Rot und Gelb zeigten.

Hefe-Habitat-Spezifität

Interessanterweise stammten die meisten Hefen von Samen und nicht von Sämlingen. Einige Hefetypen wurden nur auf bestimmten Pflanzen gefunden – wie Naganishia und Rhodotorula, die nur bei einer bestimmten Kultur vorkamen. Diese Art von Spezifität deutet darauf hin, dass sich einige Hefen gut an ihre Pflanzenwirte angepasst haben.

Der Schatz von Samenmikrobiota

Durch den Vergleich ihrer Ergebnisse mit einer grösseren Datenbank entdeckten die Forscher, dass viele ihrer Hefenisolate mit zuvor identifizierten Kern-Taxa übereinstimmten. Einige dieser Hefen waren bei vielen Pflanzenarten verbreitet, was darauf hindeutet, dass diese Mikroorganismen eine bedeutende Rolle für die Gesundheit von Samen spielen.

Hefen: Die Game-Changer in der Landwirtschaft

Die Ergebnisse dieser Studie heben einen Schatz an Möglichkeiten in der Landwirtschaft hervor. Hefen können als die unterschätzten Verbündeten der Landwirtschaft angesehen werden. Mit dem richtigen Fokus und der Forschung können wir lernen, wie wir diese Mikroorganismen nutzen können, um Nutzpflanzen besser wachsen zu lassen, Krankheiten zu widerstehen und widerstandsfähiger gegenüber Umweltbedingungen zu werden.

Der Weg nach vorne

Die Ergebnisse der Studie ebnen den Weg für zukünftige Forschungen zu den Rollen dieser Hefen in der Pflanzengesundheit und im Wachstum. Zu verstehen, wie Hefen mit Pflanzen interagieren, könnte zu neuen Wegen führen, um die Erträge zu verbessern und Pflanzen vor Schädlingen und Krankheiten zu schützen. Man könnte sagen, das gibt den Pflanzen ihre eigenen kleinen Bodyguards.

Letztendlich ist das Potenzial, Hefen in der Landwirtschaft zu nutzen, riesig. Mit mehr Aufmerksamkeit und Forschung könnten wir erkunden, wie wir die Gesundheit von Pflanzen durch die Saatgutimpfung mit nützlichen Hefestämmen verbessern können. Es ist an der Zeit, unsere Augen für diese kleinen Freunde zu öffnen und zu sehen, welchen riesigen Einfluss sie auf die Landwirtschaft haben können.

Zusammengefasst

Die Welt der Mikroorganismen um Pflanzen herum ist reich und vielfältig. Während Bakterien eine Zeit lang im Rampenlicht standen, verdienen Hefen ebenfalls ihren Moment. Diese Studie wirft Licht auf die einzigartigen und variierenden Hefen, die auf Samen gefunden werden, und hebt ihre möglichen Rollen in der Pflanzengesundheit hervor. Wenn wir mehr über diese kleinen Pilze herausfinden, könnten wir neue Wege entdecken, um Nutzpflanzen zu unterstützen und letztendlich unsere Nahrungsversorgung zu verbessern. Wer hätte gedacht, dass solch winzige Organismen so mächtig sein können?

Also, das nächste Mal, wenn du Brot backst oder ein Bier geniesst, denk daran, dass es da draussen eine ganze Welt von Hefen gibt, die in der Landwirtschaft Wellen schlagen – Samen für Samen!

Originalquelle

Titel: Unexplored Yeast diversity in Seed Microbiota

Zusammenfassung: Yeasts are known to be fantastic biotechnological resources for medical, food, and industrial applications, but their potential remains untapped in agriculture, especially for plant biostimulation and biocontrol. In particular, yeasts have been reported as part of the core microbiome of seeds using next generation sequencing methods, but their diversity and functional roles remain largely undescribed. This study aimed to fill this knowledge gap by characterizing the diversity of seed-associated yeasts across nine plant species (crops and non-cultivated species) using culturomics, microscopy, and metabarcoding. Our results show that seed-associated yeasts largely belong to Basidiomycota phylum and more particularly to the Tremellomycetes class. This yeast collection covers 15 genera (2 of Ascomycota and 13 of Basidiomycota). Out of the 219 isolates described, the most frequently isolated yeasts were Holtermaniella, Vishniacozyma, Filobasidium, Naganishia and Sporobolomyces. The yeasts from these dominant genera were isolated from multiple plant species (4 to 8), except for Naganishia which only originated from Solanum lycopersicum L.. These results are also consistent with the fact that these dominant taxa were recently identified as members of the core seed microbiome, indicating their high prevalence and abundance across diverse plant hosts and environments. Compared to previous plant yeast diversity surveys, the members from Ascomycota are less frequent in seeds and only represented here by the Aureobasidium and Taphrina genera. Altogether, these results suggest that yeasts are generally well-adapted to the aboveground habitats of plants, but seeds represent a specific habitat that diverse Basidiomycota yeasts can colonize. Take away messageO_LI219 yeasts isolated from seeds and seedlings of diverse plant species C_LIO_LIMost isolates are Basidiomycota yeasts, especially of the Tremellomycetes class C_LIO_LIAscomycota yeasts are rarely isolated from the seed environment C_LIO_LIThe most frequently isolated yeasts belong to Holtermaniella, Vishniacozyma, Filobasidium and Sporobolomyces genera C_LIO_LIThe collection is representative of taxa found in seed microbiota of multiple plant species C_LI

Autoren: Muriel Marchi, Anaïs Bosc-Bierne, Thomas Lerenard, Josiane Le Corff, Sophie Aligon, Aurélia Rolland, Marie Simonin, Coralie Marais, Martial Briand, Viviane Cordovez, Linda Gouka, Thomas Guillemette, Philippe Simoneau, Natalia Guschinskaya

Letzte Aktualisierung: 2024-11-27 00:00:00

Sprache: English

Quell-URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.27.625647

Quell-PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.27.625647.full.pdf

Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Änderungen: Diese Zusammenfassung wurde mit Unterstützung von AI erstellt und kann Ungenauigkeiten enthalten. Genaue Informationen entnehmen Sie bitte den hier verlinkten Originaldokumenten.

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