EcoFAB可以带来更好的生物能源作物
更好地了解植物和微生物如何共同作用，在土壤中储存大量大气碳，将有助于设计更好的生物能源作物来应对气候变化。
然而，破译这种互利关系的机制具有挑战性，因为科学家很难在实验室中复制自然界的条件。为了应对这一挑战，劳伦斯伯克利国家实验室(伯克利实验室)的研究人员创建了人造生态系统或EcoFAB。
在《科学进展》杂志上的一篇新论文中，他们展示了这些外卖盒大小的塑料生长室如何为世界各地的科学家提供标准化和可重复的平台，用于对模型植物和根部周围的微生物进行实验。
这反过来又可以加快开发改良生物能源作物的研究，这些作物能够在营养贫乏的土壤中生长，并从大气中吸收比目前更多的碳。
该论文的主要作者、伯克利分校的项目科学家 Vlastimil Novak 表示：“EcoFAB 背后的总体理念是，植物微生物组研究确实需要一个平台，使科学家能够更好地共享数据并以彼此的工作为基础。”实验室的环境基因组学和系统生物学 (EGSB) 部门。“目前，大约有 20 个实验室正在使用我们的设备，但我们最终希望世界上任何人都能更广泛地使用它们。”
在这项研究中，Novak 和Trent Northen 实验室的同事使用 EcoFAB 来测试不同形式的氮如何影响短柄草根部释放的有机物质的产生，短柄草是一种用作生物能源草模型的小型草种。
氮对于植物生长至关重要，诺瓦克在文献中注意到，氮与根系分泌物或植物根部产生的化合物类型的关系尚未在该草种中得到很好的探索。
他和他的合作者进行了实验，为短柄草提供不同的氮源(铵、硝酸盐或它们的组合)，并观察根系分泌物成分的变化。他们发现不同水平的氮会影响根部产生的化合物类型，并且当植物同时吸收铵和硝酸盐时生长得最好。
一个有趣的发现是，只有当铵和硝酸盐同时存在时，根部分泌物才会产生多巴胺。这表明特定的营养条件会影响某些代谢物的产生，进而影响植物的生长。
诺瓦克说：“这项研究的结果可以为养分管理实践提供信息，从根本上说，对于短柄草或类似的草来说，必须同时供应铵和硝酸盐才能实现最佳生长。” “它还为我们提供了根部微生物组中一些非常有趣的有机化合物的想法，以便将来进行研究。”
EcoFAB 最终可以与机器人技术和人工智能学习的进步相结合，从而显着提高植物微生物组研究的发现速度。伯克利实验室的另一个新兴开发项目是 EcoBOT，这是一种可以自主运行 EcoFAB 实验的自动化机器人系统。
“我们最终可以在计算机上设计实验，然后它会为你完成所有事情，”EGSB 研究科学家 Pete Andeer 说，他与 Northen 合作设计了 EcoFAB。“这将是最终目标：将这些 EcoFAB 设备与 EcoBOT 系统集成。”
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