佐治亞理工學(xué)院的一個(gè)跨學(xué)科研究團(tuán)隊(duì)獲得了 200 萬(wàn)美元的聯(lián)邦撥款，用于創(chuàng)建工具，這些工具將提供迄今為止最清晰的植物與其生長(zhǎng)土壤之間化學(xué)和生物分子相互作用的三維圖像。
在地下僅幾英寸處，根際——包括土壤-根系界面的薄土帶——迄今為止很難在現(xiàn)場(chǎng)可視化。如果科學(xué)家們能夠建造儀器，實(shí)時(shí)捕捉附著在根部的微生物的物理聯(lián)系的更清晰圖像，以及它們介導(dǎo)的氧-碳-氮化學(xué)交換，它可能有助于減輕氣候變化的影響并促進(jìn)發(fā)展更可持續(xù)的燃料和肥料。
“從微生物學(xué)的角度來(lái)看，我們已經(jīng)編目什么微生物在根區(qū)，如何豐富他們，說(shuō)：”喬爾Kostka，教授在生物科學(xué)學(xué)院和地球和大氣科學(xué)學(xué)院在佐治亞理工學(xué)院。“但是在真實(shí)土壤條件下了解它們的動(dòng)態(tài)的工作很少。”
Kostka 還擔(dān)任生物科學(xué)研究的副主席，加入了Marcus Cicerone，他是化學(xué)與生物化學(xué)學(xué)院的教授，也是美國(guó)能源部生物與環(huán)境研究辦公室新?lián)芸畹氖紫芯繂T。該研究團(tuán)隊(duì)還包括舊金山羅伯斯，在助理教授生物醫(yī)學(xué)工程的華萊士閣下科爾特部，和百合祥，助理教授在化學(xué)和生物分子工程學(xué)院的工程學(xué)院。
研究人員計(jì)劃共同生產(chǎn)一種新的光學(xué)儀器，該儀器將提供具有化學(xué)特異性的動(dòng)態(tài)代謝過(guò)程的 3D 圖像——這意味著它將能夠識(shí)別植物根部滲出的碳源(糖、有機(jī)酸)和提供給植物的富氮化合物。根由固氮(固氮)微生物。該儀器將使用市售組件構(gòu)建，并著眼于簡(jiǎn)單性，以便能源部 (DOE) 生物能源研究中心和現(xiàn)場(chǎng)站點(diǎn)可以輕松利用它。
3D 中的“微生物熱點(diǎn)”
更多地了解根際發(fā)生的代謝過(guò)程將有助于美國(guó)能源部開(kāi)發(fā)更廣泛的可持續(xù)產(chǎn)品，如新型生物肥料和生物燃料。該研究還將有助于創(chuàng)造更好的作物管理實(shí)踐——并將幫助研究人員將植物和土壤用作更有效的碳捕集器，將大氣中的溫室氣體隔離到土壤中。
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