مختبر البكتيريا

مختبر البكتيريا:

تعتبر الأسمدة الحيوية بسبب قدرتها على زيادة انتاج التربة وخصوبتها من خلال تحسين سلامة الثمرات و تنميتها فی مقابل الأسمدة الكيماوية الضارة. عندما يتم تبدیل هذه الأسمدة الحيوية على التربة أو النباتات أو البذور تکون النتیجه تخصیب الارض و کثره الانتاج. اذن الاسمده الحیویه تکون احسن بدیل للأسمدة الكيماوية الضارة. وعندما تکونت المجموعه الميكروبيه، يمكن لهذه الكائنات الحية أن تساعد في إذابة وتكسير العناصر الغذائية الأساسية في البيئة والتي قد تكون غير متوفرة أو يصعب على النبات دمجها في الكتلة الحيوية.

البكتيريا هي كائنات حية وحيدة الخلية ليس لها غشاء جوهری. ومن الناحية الطبية، فهي السبب الرئيسي للمرض.فی الظاهر، البكتيريا تمتلك أشكالًا بسيطة نسبيًا.. و لکن في الواقع، فهي معقدة وقابلة للتعقید بدرجة كبيرة. و ایضاً تتكاثر و تزداد البكتيريا بسرعة ويمكن للأنواع المختلفة من المواد الهيدروكربونية، بما في ذلك الفينول والمطاط والنفط تستخدم بشکل واسع. هذه الكائنات موجودة على نطاق واسع في كل من الأشكال الحرة والطفيلية. ولأنها موجودة في كل مكان ولديها قدرة وافره على التلائم مع البيئات المتغيرة عن طريق الانتقاء القفز التلقائي، فلا يمكن التقليل من أهمية البكتيريا في أي سياق زراعي.

من بين العلوم البيولوجية، يعتبر علم الجراثیم قد اثبت نفسه و ارتبط بمجالات مختلفة في العصر الحالي. علم الجراثیم الزراعية هو مجال واسع من البحوث الناشئة عن تقاطع علم الجراثیم العام والبيئة الميكروبية في التكنولوجيات الحيوية الزراعية. الهدف النهائي لعلم الجراثیم الزراعية هو الدراسة المكثفة للبكتيريا والفطريات المفيدة في النباتات الزراعية المهمة، وبالتالي تلبية الطلب العالمي على التکثف الغذائی بطريقة ملائمه للبيئة. هدفنا هو توضيح الوضع الحالي وتطبيق علم الجراثیم في الزراعة الحديثة. يقدم هذا الفصل لمحة عامة عن دور علم الجراثیم في الزراعة المقاومه، بما في ذلك الكائنات الحية المفيدة، و بیئه الجذور، والفطريات المكوريزا، والبكتيريا الحلاله للفوسفات،

يعرض هذا التقرير العديد من الفرص البحثية في مجال الکائنات  الغذائية والزراعية. خلفية هذه الفرص البحثية هي عالم من الكائنات الحية المليئة بالتهديدات والفوائد للأغذية الکثیره والصحية والبيئات ذات الصلة. تنجم التهديدات عن مسببات الأمراض الميكروبية التي تسبب مجموعة واسعة من الأمراض النباتية والحيوانية وتدمر الإنتاجية الزراعية. يوفر الانتشار والتطور الدائم لمسببات الأمراض الزراعية مصدرًا جديدًا للتحديات التي تواجه إنتاجية الأغذية وسلامتها. وبعد خروج الغذاء من المزرعة، تستمر سبب الأمراض في إحداث الضرر والتلف، وفي بعض الحالات، التسمم وأمراض الإنسان والحيوان. وتنشأ نقاط الضعف الجديدة في مجال الزراعة نتيجة للحركة العالمية للمنتجات الزراعية، والسياسات التجارية، والممارسات الزراعية الصناعية، واحتمال انطلاق المدمر لمسببات الأمراض من جانب “الإرهابيين البيولوجيين”. بالإضافة إلى التهديدات، تأتي العديد من الفوائد و الفرص من الكائنات الحية المرتبطة بغذائنا أو المدخولة إليه، حيث تلعب دورًا مهمًا في المعالجة الحيوية أو التخمير أو البروبيوتيك.

العلوم والتكنولوجيا الناشئة عن بحوث علم الجراثیم یمکن أن تساعد في مواجهة هذه التحديات التي تواجه الأغذية والزراعة. تؤدي معرفة سبب الأمراض الميكروبية إلى أدوات لمراقبة الأمراض والوقاية منها. يمكن استخدام الميكروبات المفيدة لحماية الزراعة والحفاظ على الغذاء وزيادة قيمة المنتجات الغذائية وتوفير فوائد الصحة والعافية العامة. ويجب فهم التفاعلات المعقدة بين الميكروبات والنظم الزراعية بشكل أفضل لتسهيل الاستخدام الأمثل للكائنات الحية  المفيدة والتحکم على مسببات الأمراض.

الفرص المتاحة في أبحاث علم الجراثیم هي البوابة للحفاظ على  إنتاج الزراعة والغذاء والجودة والسلامة و تحسینها. ولابد من إجراء بحوث متعددة التخصصات للاستفادة من التقدم العلمی في مختلف التخصصات، مثل علم الجينوم، وتكنولوجيا النانو، والبيولوجيا الحاسوبية. يعد البحث عن قبول الحيوانات والنباتات ک ارضیه مع مسببات الأمراض والميكروبات المفيدة أمرًا ضروريًا للوقاية من الأمراض وتشجيع التفاعلات المتبادلة. على نطاق أكثر شمولية، تحتاج التفاعلات التي تحدث بين الكائنات الحية في المجتمع الميكروبي إلى الدراسة من أجل تحقيق توازن صحي بين النظم البيئية للإدارة الزراعة الصناعية والنظم البيئة فی حال بان البيئة الطبيعية لیست مبرمجه هکذا. وأخيرا، تشكل البحوث أهمية بالغة لتحديد أسباب العوامل الممرضة و ظهور اسباب الأمراض وأين وكيف ينبغي استخدام التكنولوجيات المطورة حديثا.

النتروجين

يعد النيتروجين عنصرًا أساسيًا مطلوبًا لبناء الكتلة الحيوية ويُنظر إليه عادة على أنه عنصر غذائي محدد في النظم الزراعية. لا يمكن للنباتات استخدام شكل النيتروجين الموجود في الغلاف الجوي ويجب تحويله إلى شكل يمكن للنباتات امتصاصه مباشرة. يتم حل هذه المشكلة باستخدام مثبتات النيتروجين البيولوجية. يمكن تقسيم البكتيريا المثبتة للنيتروجين، والمعروفة أيضًا باسم الديازوتروف، إلى ثلاث مجموعات: الحیاه الحرة (مثل Aztobacter وAnabaena وClostridium)، و الملائمه(مثل Rhizobium وTrichodesmium). . تتمتع هذه الكائنات بالقدرة على تثبيت النيتروجين الجوي في أشكال لها التوافر الحيوي الذي يمكن للنباتات امتصاصه ودمجه في الكتلة الحيوية. أحد التعايش السلمی لتثبيت النيتروجين هو التعايش بين الريزوبيوم والنباتات البقولية. ثبت أن الريزوبيوم يساهم بأكثر من 300 كجم من النيتروجين لكل هكتار سنويًا في العديد من النباتات البقولية، كما تبين أن استخدامه في المنتجات الزراعية يزيد من ارتفاع الانتاج، و نشوءالبذور، و ارتفاع النيتروجين فی النبات. يمكن أن يساعد استخدام البكتيريا المثبتة للنيتروجين في الزراعة في تقليل  الأسمدة النيتروجينية الاصطناعية.