Tanah merupakan salah satu ekosistem mikroba paling beragam. Sebab, tidak hanya dipenuhi bakteri namun juga kamur, archaea, virus, dan protista. Mikroba tanah tadi, sangat penting untuk kesehatan tanaman dan ketahanannya terhadap factor stress, misalnya kekeringan, polusi logam berat, dan parasitisme.
Mikroba tanah dan tanah sendiri, dapat menyediakan hingga 98.8% makanan untuk manusia. Food and Agriculture Organization (FAO) memperkirakan akibat aktivitas manusia, perubahan iklim, dan erosi tanah menyebabkan hilangnya hasil pertanian sekitar 20 – 80%.
Selain itu, lapisan tanah atas baru (lapisan tanah kaya organik) dihasilkan dengan kecepatan lambat, yaitu 0.25 – 1.5 mm per tahun. Dengan demikian, tanah dan mikroba tanah menjadi salah satu sumber daya tak terbarukan yang ada.
Mikrobioma tanah
Mikrobioma tanah termasuk sangat sulit untuk digeneralisasi karena sangat bergantung pada faktor biotik dan abiotik, seperti kelembaban, pH, jenis vegetasi, struktur tanah, aerasi, dan persaingan atau kerjasama mikroba lain di sekitarnya. Oleh karena itu, kesehatan tanah dapat bervariasi menurut ekosistem dan flora fauna lokalnya.
Sebenarnya, peran tanah umumnya terjadi di lapisan atas yang mana bukan bahan organik dan kandungan mineral terkonsentrasi, namun sebagai tempat kehidupan untuk akar tanaman serta mikroorganisme. Struktur tanah tadi, memungkinkan adanya ‘kantung mikro’ berpori terbentuk untuk air, oksigen, dan nutrisi sehingga memudahkan akar dan mikroba untuk menyusurinya.
Mikrobioma akar (Rhizobioma)
Tanaman sendiri, tidak memiliki peran kecil dalam membentuk mikrobioma tanah. Hal ini dikarenakan, mereka secara aktif membantu membentuk struktur komunitas.
Saat tanaman berfotosintesis gula di bagian daun akan terbagi hingga 20% dari produk fotosintesisnyamelalui akar mereja yang disebut dengan eksudat (disekresikan oleh tanaman). Karakteristik unik tanaman yang mati membantu membentuk komunitas mikroba tanah dan makhluk lain yang memecahnya.
Upaya untuk merekrut mikroba kooperatif, yakni dengan memancarkan kadar gula yang tinggi di awal siklus hidup tanaman. Bakteri dan jamur pun mampu mendeteksi eksudat yang berjalan ke arah akar dan membentuk relung mikroskopis di sekitaer daerah akar.
Untuk itu, sebagai pengganti gula mikroba tanah memberikan tanaman nutrisi, air, pelindungan dari organisme parasit dan kekeringan. Beberapa tanaman lainnya, memiliki efek rizosfer yang lebih kuat dan membuatnya lebih sleektif dalam merekrut mikroba yang diinginkan ke sistem akar.
Rhizobioma, dikenal bergerak bersama-0sama dengan eksudat dan memiliki perbedaan perubahan geografi yang sangat kecil, termasuk faktor-faktor, misalnya jarak radial yang memanjang keluar dari akar.
Melihat potensi mikrobioma tanah yang sangat kaya diperlukan tools untuk membantu penelitian maka dari itu QIAGEN hadir karena QIAGEN menyadari bahwa mengekstraksi DNA mikroba dari sampel tanah dapat menjadi tantangan tersendiri. Untuk itu DNeasy PowerSoil Pro Kit QIAGEN hadir.
Kit ini efektif dalam mengisolasi hasil tinggi DNA mikroba murni dari semua jenis tanah, termasuk kompos, tanah liat, dan tanah lapisan atas. Kit ini memiliki innovative bead tube dan reagen kimia yang dioptimalkan untuk lisis bakteri dan jamur tanah yang lebih efisien yang dinamakan Inhibitor Removal Technology (IRT) untuk menghilangkan inhibitor yang terkadang cukup challenging yang biasa ditemukan dalam sampel tanah dan lingkungan dalam waktu yang lebih singkat.
Hasil sekuensing mengungkapkan keragaman alfa yang lebih tinggi yang diukur dengan unit taksonomi operasional (OTU) yang diamati dibandingkan dengan metode lain yang diuji. Ekstraksi DNA menggunakan DNeasy PowerSoil Pro Kit juga dapat diotomatisasi di QIAcube Connect.
References
- Bonfante & Anca 2009, “Plants, Mycorrhizal Fungi and Bacteria: A Network of Interactions“
- Foley et al 2011, “Solutions for a cultivated planet“
- Hirsch & Mauchline, “Who’s who in the plant root microbiome?“
- Sasse et al 2018, “Feed Your Friends: Do Plant Exudates Shape the Root Microbiome?”
