शोधकर्ताओं ने नए हाई-थ्रूपुट स्टेबल आइसोटोप प्रोबिंग (HT-SIP) पाइपलाइन और मेटाजेनोमिक्स का इस्तेमाल किया, ताकि लाभकारी प्लांट सिम्बियन्ट, अर्बुस्कुलर माइकोरिज़ल फंगी (AMF) के आसपास के सक्रिय माइक्रोबायोम पर पहली नज़र डाली जा सके। क्रेडिट: लॉरेंस लिवरमोर नेशनल लेबोरेटरी
जंगली रोगाणुओं की पहचान को उनके शारीरिक लक्षणों और पर्यावरणीय कार्यों से जोड़ना पर्यावरण सूक्ष्म जीवविज्ञानी का एक प्रमुख उद्देश्य है। इस लक्ष्य के लिए प्रयास करने वाली तकनीकों में, स्थिर आइसोटोप प्रोबिंग-एसआईपी-को प्राकृतिक सेटिंग में सक्रिय सूक्ष्मजीवों का अध्ययन करने के लिए सबसे प्रभावी माना जाता है।
लॉरेंस लिवरमोर नेशनल लेबोरेटरी (एलएलएनएल) के वैज्ञानिकों ने एक नई तकनीक विकसित की है- उच्च-थ्रूपुट एसआईपी- जो स्थिर आइसोटोप जांच की प्रक्रिया में कई चरणों को स्वचालित करती है, प्रयोगशाला संवर्धन की आवश्यकता के बिना यथार्थवादी परिस्थितियों में सूक्ष्मजीवों की माइक्रोबियल गतिविधि की जांच की अनुमति देती है।
एसआईपी में, सक्रिय रोगाणुओं की पहचान उनके बायोमास में स्थिर समस्थानिकों को शामिल करके की जाती है। यह माइक्रोबियल पारिस्थितिकी में सबसे शक्तिशाली तरीकों में से एक है क्योंकि यह देशी परिस्थितियों में जटिल समुदायों में सक्रिय रोगाणुओं और उनके शारीरिक लक्षणों (सब्सट्रेट उपयोग, सेलुलर जैव रसायन, चयापचय, विकास, मृत्यु दर) की पहचान कर सकता है।
आमतौर पर, एसआईपी पद्धति में पर्याप्त व्यावहारिक श्रम की आवश्यकता होती है और केवल कुछ ही नमूनों की अनुमति होती है। लेकिन नई एलएलएनएल तकनीक में मैनुअल एसआईपी की तुलना में एक-छठे हाथों के श्रम की आवश्यकता होती है और 16 नमूनों को एक साथ संसाधित करने की अनुमति मिलती है।
एलएलएनएल के वैज्ञानिक एरिन नुशियो और माइक्रोबायोम पत्रिका में छपने वाले एक पेपर के प्रमुख लेखक ने कहा, "हमारा अर्ध-स्वचालित दृष्टिकोण ऑपरेटर के समय को कम करता है और एसआईपी के सबसे श्रम-गहन चरणों को लक्षित करके प्रजनन क्षमता में सुधार करता है।" "हमने अब इस दृष्टिकोण का उपयोग एक हजार से अधिक नमूनों को संसाधित करने के लिए किया है, जिनमें कुछ बहुत ही कमजोर मिट्टी के सूक्ष्म आवासों से भी शामिल हैं।"
ऐसा ही एक सूक्ष्म आवास माइकोराइजा के ऊतकों के आसपास की मिट्टी है - एक प्रकार की कवक जो सभी भूमि पौधों के 72% के साथ सहजीवी संबंध बनाती है। पादप कार्बन के बदले में, कवक (अर्बुस्कुलर माइकोरिज़ल कवक) अपने मेजबानों को नाइट्रोजन, फास्फोरस और पानी जैसे आवश्यक संसाधनों की आपूर्ति करता है।
इस प्रूफ-ऑफ़ अवधारणा अध्ययन में, लेखकों ने मिट्टी में माइकोरिज़ल कवक द्वारा प्रेरित अंतःक्रियाओं के "खाद्य जाल" को दिखाया।
"हमें लगता है कि यह एक प्रमुख मार्ग है कि कैसे पौधे कार्बन को मिट्टी में व्यापक रूप से वितरित किया जाता है। मिट्टी ग्रह पर सक्रिय रूप से साइकिल चलाने वाले कार्बनिक कार्बन का सबसे बड़ा पूल रखती है," सह-संबंधित लेखक जेनिफर पेट-रिज ने कहा, जो एलएलएनएल प्रोजेक्ट लीड और ऊर्जा विभाग के विज्ञान कार्यालय के प्रमुख हैं "माइक्रोब्स पर्सिस्ट" मृदा माइक्रोबायम वैज्ञानिक फोकस क्षेत्र . "हमने डीएनए की एक छोटी मात्रा को अनुक्रमित किया, सक्रिय जीवों को निर्धारित किया और फिर उनके जीनोम और संभावित इंटरैक्शन का पुनर्निर्माण किया।"
अन्य एलएलएनएल लेखकों में स्टीवन ब्लेज़विक्ज़, मारिसा लाफलर, एशले कैंपबेल, जेफरी किम्ब्रेल, जेसिका वोलार्ड, राचेल हेस्ट्रिन के साथ-साथ लॉरेंस बर्कले नेशनल लेबोरेटरी, डीओई संयुक्त जीनोम संस्थान और कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले के शोधकर्ता शामिल हैं।