Mikroorganizmy korzeniowe mogą poprawiać smak herbaty

To, jakie drobnoustroje żyją na korzeniach krzewu herbacianego ma wpływ na smak herbaty – informuje pismo „Current Biology”.
.Choć w Chinach istnieje wiele różniących się genetycznie odmian krzewu herbacianego, poprawa jakości herbaty za pomocą metod genetyki molekularnej stanowi duże wyzwanie.
Dlatego eksperci interesują się znalezieniem innych sposobów modyfikowania i ulepszania herbaty, na przykład wykorzystując mikrobiomikę (ang. microbiomics), dyscyplinę zajmującą się badaniem symbiotycznych mikroorganizmów, które zamieszkują powierzchnię ciała czy tkanki zwierząt i roślin.
Jak modyfikować smak herbaty?
.Wcześniejsze badania wykazały, że żyjące w korzeniach drobnoustroje glebowe wpływają na sposób pobierania i wykorzystywania składników odżywczych przez rośliny. Nowe chińskie badanie miało wyjaśnić, w jaki sposób drobnoustroje korzeniowe wpływają na jakość herbaty.
„Dzięki mikrobiomice w korzeniach krzewów herbaty charakteryzujących się różną jakością zidentyfikowano znaczące różnice w liczebności zbiorowisk drobnoustrojów, w szczególności mikroorganizmów związanych z metabolizmem azotu – powiedział Tongda Xu z Uniwersytetu Rolnictwa i Leśnictwa Fujian w Chinach. – Co najważniejsze, dzięki wyizolowaniu i zgromadzeniu drobnoustrojów z korzeni wysokiej jakości krzewów herbaty, udało nam się znacząco zwiększyć zawartość aminokwasów w różnych odmianach krzewów herbacianych, co przełożyło się na poprawę jakości herbaty”.
Jak wykazali chińscy naukowcy, drobnoustroje występujące w korzeniach herbaty wpływają na wchłanianie amoniaku, co z kolei wpływa na produkcję aminokwasu teaniny, która ma kluczowe znaczenie dla określenia smaku herbaty.
Zaobserwowali także różnice w liczbie drobnoustrojów kolonizujących różne krzewy herbaty. Porównując odmiany o różnej zawartości teaniny, zidentyfikowali zestaw drobnoustrojów, które wydawały się obiecujące pod względem zmiany metabolizmu azotu i zwiększania poziomu teaniny.
Następnie autorzy badań skonstruowali syntetyczną „społeczność” drobnoustrojów, nazwaną SynCom, która ściśle odzwierciedlała tę znalezioną w połączeniu z odmianą herbaty o wysokiej zawartości teaniny o nazwie Rougui. Jak się okazało, zaaplikowanie SynCom na korzenie herbaty zwiększało poziom teaniny. Drobnoustroje pozwoliły także Arabidopsis thaliana, roślinie powszechnie stosowanej w podstawowych badaniach biologicznych, lepiej tolerować warunki niskiego poziomu azotu.
„Początkowo oczekiwaliśmy, że syntetyczna społeczność drobnoustrojów pochodzących z wysokiej jakości korzeni krzewów herbaty poprawi jakość gorszej herbaty – wskazała współautorka badań, Wenxin Tang. – Jednak, ku naszemu zdziwieniu, te drobnoustroje także znacząco poprawiają niektóre odmiany herbaty wysokiej jakości. Co więcej, efekt ten jest szczególnie wyraźny w glebach o niskiej zawartości azotu.”
Zastosowanie odkrycia w rolnictwie
.Ponieważ krzewy herbaciane potrzebują dużo azotu, odkrycie może pomóc w ograniczeniu stosowania nawozów chemicznych, jednocześnie promując jakość herbaty. „Na podstawie naszych aktualnych ustaleń eksperymentalnych włączenie drobnoustrojów SynCom21 poprawiło wchłanianie azotu amonowego nie tylko w różnych odmianach herbaty, ale także w przypadku rośliny Arabidopsis thaliana – wskazał Xu. – To sugeruje, że funkcja SynCom21 promująca pobieranie azotu amonowego może mieć zastosowanie w przypadku innych upraw”.
Autorzy mają na myśli na przykład uprawę ryżu o lepszych właściwościach, w tym o większej zawartości białka. Na razie planują dalszą optymalizację SynCom i ocenę jego wykorzystania w próbach terenowych. Mają także nadzieję dowiedzieć się więcej na temat wpływu drobnoustrojów korzeniowych na inne metabolity wtórne krzewów herbacianych.
Biotechnologia a etyka
.„Nowa biotechnologia jest ekscytująca i przerażająca zarazem” – pisze na łamach „Wszystko co Najważniejsze” prof. Henry T. Greely. Dynamiczny rozwój nauki, zwłaszcza w dziedzinach, które bezpośrednio zajmują się rozwojem człowieka, wywołuje wiele dyskusji na gruncie etycznym. Profesor przywołuje przykład chińskiego eksperymentu z 2018 r., w którym zmieniono kod genetyczny ludzkich zarodków, a następnie zaszczepiono komórki u kobiety metodą in vitro, jako przykład niemoralnego i niepotrzebnego narażania życia w imię ambicji. Zaznacza, że „nauka nie może istnieć poza społeczeństwem”, a podobne badania będące w sprzeczności z etyką jedynie wzmagają nieufność ludzi do nauki oraz szargają jej dobre imię.
„Modyfikacja genomu ludzkiej linii zarodkowej nie jest pierwszą tak obiecującą i kontrowersyjną technologią. Wystarczy wspomnieć choćby o zapłodnieniu in vitro, klonowaniu czy embrionalnych komórkach macierzystych. Ale jak już wielokrotnie okazywało się wcześniej w historii nauki, trzeźwe spojrzenie na technologię pozwala dojść do wniosku, że nie jest ona ani tak dobra, ani tak zła, jak sugerowałoby pierwsze wrażenie, podsycane jeszcze przez media, naukowców, biura prasowe uniwersytetów, felietonistów, pisarzy czy nawet profesorów prawa, bioetyków i wielu, wielu innych, którzy kierują naszą uwagę na wiadomości ze świata nauki.”
„Czego więc nauczyła nas opowieść o doktorze He Jiankuim i jego eksperymencie, a także o szerszych implikacjach modyfikacji genomu ludzkiej linii zarodkowej? Z jednej strony jest to 》ostrzegawcza《 opowieść o świecie nauki i naukowcach. Ludziom zdarza się przesadzić. He Jiankui, motywowany – o ile dobrze go rozumiem – tym, co Makbet nazwał 》ambicją, która przeskakując siebie, spada po drugiej stronie《, i elementarnym brakiem skrupułów, zachował się okropnie. Lekkomyślnie naraził trzy życia na zupełnie niepotrzebne ryzyko. W dodatku na tym nie poprzestał, tylko próbował kontynuować swe dzieło.”
„Ta opowieść jest również przestrogą dla nauki samej w sobie. Jiankui wyrządził nauce krzywdę, utrwalając wizerunek naukowca-szaleńca wymykającego się wszelkiej kontroli niczym Wiktor Frankenstein. Większość naukowców (a co za tym idzie, większość świata nauki) o wiele poważniej podchodzi do zasad panujących w tym świecie. Są ograniczeni potrzebami zdobycia i utrzymania miejsca pracy czy etatu na uczelni, a – co najważniejsze – pozyskaniem grantów. Oprócz tego w większości krajów muszą walczyć z biurokracją i kontrolami urzędowymi. To, co zrobił doktor He, już się nie odstanie, a Nauka musi zrobić wszystko, co w jej mocy, aby wyrządzone przez niego szkody zminimalizować i porządnie dać tym działaniom wyraz. Nauka nie może istnieć poza społeczeństwem; wymaga jego wsparcia, a przynajmniej przyzwolenia, by się rozwijać. Przypadki takie jak wyczyn doktora He oznaczają, że nauce będzie coraz trudniej otrzymać wsparcie i utrzymać wolność działania.”
„Podobnie jak narodziny owcy Dolly, 》s-CRISPR-owane《 dzieci doktora He to ani koniec świata, ani początek końca naszego gatunku. To wyzwanie tak dla zdolności nauki do samoregulacji, jak i dla zaufania świata do nauki” – uważa autor.
PAP/Paweł Wernicki/Wszystko co Najważniejsze/JT