KAUST'tan (King Abdullah Üniversitesi) araştırmacılarla birlikte çalışan yardımcı doçent Khairiah Alwutayd liderliğindeki Almanya ve Suudi Arabistan'dan bilim insanları, "DARWIN21" çöl girişimi adı altında, çöl mikroplarını izole etmek ve analiz etmek amacıyla 10 yıl önce bir araya geldi. Bu girişimin odak noktası, bu mikropların çöl bitkilerinde olduğu gibi mahsul bitkilerine de aynı özellikleri aktararak onları ısıya, tuza ve/veya kuraklığa dayanıklı hale getirebilmek.

Özellikle, çöl bitkilerinin köklerinden elde edilen mikropların mahsul bitkileriyle etkileşimi, kuraklık koşulları altında bitkilerin daha iyi gelişmesine katkı sağladı. Bu durum, mahsul bitkilerinin kuraklık stresine karşı daha dayanıklı hale getirilmesi için umut verici bir yöntem olarak öne çıkıyor.

DARWIN21 programı, çöl topraklarından ve çöl bitkilerinin köklerinden 10.000'den fazla çöl mikrobiyal türünü izole ederek büyük bir başarıya ulaştı. Yapılan taramalar sonucunda, Indigofera argentea adlı küçük çalı benzeri bir bitkinin kök nodüllerinden gelen "Pseudomonas argentinensis" adlı bir bakteri suşu, SA190 olarak adlandırıldı.

Bu bakteri suşunun, Arabidopsis bitkileri ve yonca gibi mahsul bitkileri üzerinde uygulanması, kuraklık stresine karşı önemli bir direnç göstermelerini sağladı. Araştırmacılar, SA190'ın bitkilerde kuraklığa yanıt olarak etkilediği moleküler mekanizmaları ve değişiklikleri analiz etmeyi başardı.

Bakteri suşunun, bitkilerdeki önemli kuraklık stresi genlerinin epigenetik durumunu değiştirdiği gözlendi. Bu değişiklikler sayesinde bitkiler, kuraklık koşullarında özel olarak ifade edilen genlerin sayesinde daha iyi su kullanım verimliliğine sahip oldu.

Özellikle, SA190'ın etkisiyle hazırlanan yonca bitkileri, kontrollere kıyasla önemli ölçüde gelişmiş kuraklık direnci sergiledi. Bunun yanı sıra, SA190'ın fermentörlerde kolayca üretilebildiği ve ekin tohumlarının sadece bu mikropla kaplanması gerektiği belirtildi. Tarlaya yayıldıktan sonra ise SA190, doğrudan mahsul fideleriyle ilişkiye girerek diğer toprak mikroorganizmalarıyla rekabeti önleyerek bitkilerin kuraklığa karşı direncini artırmak için güçlü bir araç olarak göze çarpıyor.

Bu çalışma, tarımsal biyoteknoloji alanında büyük bir adım olarak görülüyor. Çünkü gelecekte, çöl mikroplarının mahsul bitkilerine aktarılmasıyla küresel gıda güvenliğine önemli bir katkı sağlanması hedefleniyor. Bu şekilde, tarım sektörü daha sürdürülebilir ve verimli hale getirilebilir, kuraklık ve iklim değişikliği gibi zorluklarla daha etkin bir şekilde başa çıkılabilir.