Nye syntetiske polymerer kan føre til større afgrødeudbytter for landmænd

Forskere ved University of Birmingham har opfundet en ny metode til at tilskynde bakterier til at danne vækstfremmende økosystemer, der kan bruges til at belægge rødderne på frøplanter, hvilket forventes at resultere i stærkere, sundere planter og højere afgrødeudbytter i landbruget.

I naturen danner frøplanternes rødder gensidigt gavnlige forhold til samfund af mikrober (svampe, bakterier, vira) i jorden og udveksler næringsstoffer, så både planten og mikroberne kan blomstre. Dette er især kritisk i de tidlige stadier af en plantes liv, når frøplanten er i et kapløb med tiden for at nå selvforsynende vækst, før næringsstoffer og energilagre i frøet løber tør.

Dr. Tim Overton, en anvendt mikrobiolog fra universitetets School of Chemical Engineering, og Dr. Francisco Fernandez-Trillo fra School of Chemistry førte et team til at udvikle nye syntetiske polymerer, der stimulerer dannelsen af ​​disse bakteriesamfund på en måde, der afspejler en naturlig proces kendt som biofilmdannelse.

En biofilm er et fint orkestreret samfund af mikrober, understøttet af matrix af biologiske polymerer, der danner et beskyttende mikromiljø og holder samfundet sammen.

Forskerne arbejdede sammen på et fireårigt projekt om, hvordan polymerer interagerer med bakterier, hvilket resulterede i syntesen af ​​en gruppe acylhydrazon-baserede polymerer.

Disse nye polymerer blev designet til at fungere som et klæbende stillads, der "så" dannelsen af ​​et mikroorganisme-polymerkompleks for at initiere og fremskynde biofilmdannelse. Når først biofilmen er dannet, bliver bakterierne et selvforsynende og selvorganiserende samfund og producerer deres egen matrix for at tillade overførsel af næringsstoffer og vand og udledning af affaldsprodukter.

Projektet involverede ph.d. studerende Pavan Adoni og Omar Huneidi, som efterfølgende udviklede forskning, der viste, at polymererne aggregerer bakterier og forbedrer biofilmdannelse. Kritisk viste de også, at processen er fuldt reversibel, og biofilmen kan spredes ved at ændre miljøforholdene. Resultaterne af disse eksperimenter og yderligere undersøgelser vil blive offentliggjort i 2022.

Pavan Adoni kommenterede, "Vi forventer, at polymeren i sidste ende vil blive brugt som en frøbelægning, måske i forbindelse med bakterier som B. Subtilis, som er naturligt til stede i jorden, øger planternes stresstolerance og bruges i øjeblikket som en jordpodemiddel. Vi forestiller os en mere målrettet tilgang, der kun behandler frøet, så bakterierne, når de spirer, er klar til at vokse i det sikre havnemiljø, som et mikroorganismepolymerkompleks giver. I sidste ende skulle dette resultere i stærkere planter, som vokser hurtigere , og har større modstandsdygtighed over for sygdom."

University of Birmingham Enterprise har indgivet en bredt baseret patentansøgning, der dækker de nye polymerer, metoden til at danne biofilmen og metoden til polymerspaltning og dens anvendelse til at fremme væksten af ​​en biofilm med enhver mikroorganisme, inklusive dem, der kan producere eller levere kemikalier eller biologiske molekyler.

Patentet er nu blevet licenseret til det specialiserede life science-selskab PBL Technology, som investerer i, beskytter og fremmer nye innovationer fra offentlige forskningskilder verden over. I landbruget omfatter PBLs teknologier afgrødegenetik, afgrødebehandlinger, præcisionslandbrug og promotorer og F&U-værktøjer. + Udforsk yderligere

Forskere foreslår ny strategi for forebyggelse og behandling af tandkaries