三名微生物组科学家的集群招聘可以帮助德克萨斯农工大学成为快速发展领域的领导者，该领域将微观生物群落动态与土壤、植物、动物和人类健康联系起来。
在农业、健康和环境科学领域，微生物组研究被视为一个新兴的科学领域，具有跨学科合作的巨大潜力，这一信念在德克萨斯农工大学农业与生命科学学院引起了共鸣。
因此，该学院执行副院长Patricia Klein博士说，集群雇用微生物组专家的想法是根据系教师的优先事项构思的。
“科学从来都不是一成不变的，”克莱因说。“我们一直在努力前进，微生物组研究是一个许多科学家都同意即将到来的领域。作为赠地机构中的一所学院，我们希望能够在一个对农业和生命科学具有如此广泛和重大影响的领域处于领先地位。
约瑟夫·爱德华兹博士，植物病理学和微生物学系助理教授;昆虫学系助理教授 Erick Motta 博士和土壤与作物科学系助理教授 Ying Wang 博士在 2024 年春季学期招聘后继续从事各自的研究项目。这三位科学家的个人专长集中在土壤、植物和动物中微生物群落内的相互作用以及这些复杂、动态关系的影响。
虽然显微镜已经让科学家观察微生物一段时间了，但基因测序的进步已经彻底改变了科学，使研究人员能够清楚地识别物种和物种的菌株。例如，同一物种的两种土壤微生物的基因可能略有不同，其中一种对植物有益，另一种对植物致命。
基因组学继续改变科学家识别微生物并在细胞水平上分析它们的方式。能力的提高使Edwards、Motta和Wang等科学家能够更好地了解包括真菌、细菌、病毒、线虫、微观昆虫和节肢动物等数以万计的微生物群落如何在自然和作物环境以及动物消化道中相互作用。
克莱因说，学院宣布这些职位是集群招聘，候选人接受了部门的面试，知道将填补三个职位。这种合作方式有助于各部门权衡候选人的简历，因为他们知道这些职位将由具有互补研究重点的科学家填补。
Klein认为，集群招聘的互补性在申请这三个职位的科学家中引起了兴奋。
“我认为申请者意识到了合作的机会，学院正在投资这个特定领域的一群科学家，”她说。“他们都很高兴有机会与跨部门的同事合作，并找到协作方式来推动他们自己的工作、合作工作和科学领域向前发展。而且，我不得不说申请者库非常强大，我们找到了三位非常有才华的科学家。
王莹深入研究土壤微生物组
在土壤与作物科学系，Wang将主要关注植物和土壤微生物的相互作用。她想了解微生物如何在复杂的群落中和与植物根系相互作用，以及这些相互作用如何影响土壤碳、养分循环和植物健康。
Wang说，微生物群落影响一系列土壤健康和环境因素，从碳循环到养分产生和污染物降解。了解这些生态过程以及土壤与植物之间的关系，为土壤碳封存和可持续农业生产的方法和技术取得重大突破提供了机会。
“我们谈论的是帮助缓解气候变化或使植物生长和更有效地吸收养分的能力，”她说。“这是一种基于自然的方法，可以通过创建和维持健康的土壤微生物群落来减少对肥料和化学品等投入品的需求。”
王说，这种方法也是遏制农业碳足迹的重要工具。大约25%的自然气候变化减缓潜力与土壤碳有关，研究表明微生物活动是碳封存和交换的主要贡献者。
土壤储存的碳比大气和所有植物的总和还要多。微生物还可以帮助从大气中吸收二氧化碳，Wang说。当植物吸收二氧化碳进行光合作用时，它们会将大部分碳释放到土壤中，其中包含各种碳分子。土壤微生物群落可以将它们转化为碳的形式，可以在土壤中停留更长时间。
Wang的研究重点是这些复杂过程的基本原理，如微生物碳转化，这些过程在很大程度上仍然未知。目标是确定土壤环境中微生物和植物之间的基本特征、作用和信号。她说，到目前为止，她的大部分研究都是在实验室和温室中进行的，但德克萨斯州10个生态区的1,300种土壤类型将为田间实验提供充足的机会。
“这项工作是非常跨学科的，所以我对土壤和生态区的多样性以及德克萨斯 A&M AgriLife 在全州拥有 13 个研究中心这一事实感到非常兴奋，”她说。“从土壤方面到作物方面，与教师的合作空间很大，这一切都与土壤、植物和人类健康有关。”
约瑟夫·爱德华兹（Joseph Edwards）寻找植物与土壤的共生关系
爱德华兹在植物病理学和微生物学系的研究同样将集中在土壤微生物组上，但也包括可以使双方都受益的植物-微生物群关系。根系微生物组和了解它们如何通过取代病原体或增加营养矿化来使植物受益的复杂性是他科学兴趣的广泛观点。
但他也对植物遗传学如何增强与微生物的有益相互作用特别感兴趣。
“可能有10,000种左右不同的微生物属于一个社区，”他说。“但是是什么推动了这种组合，他们如何一起工作，是什么驱使他们做他们所做的事情？我感兴趣的是，我们如何培育植物，以促进与土壤微生物的有益相互作用，这些基因基于影响这些群落的基因。
爱德华兹说，最终目标是找到植物品种和土壤微生物群落的结合，使植物最具适应性。
Edwards 使用细菌分离培养物来鉴定微生物的基因组。他在受控条件下建立微生物群落以分离各种菌株，然后将它们放在一起，看看它们如何相互作用。实验表明，相互作用是合作的、竞争的还是对抗的，以及植物在不同情况下如何响应其活动。情景还可能涉及一系列环境因素，包括干旱或缺氮等压力源。
他最近的大部分工作都集中在柳枝稷上，柳枝稷是一种有弹性的本地植物物种，在非常边缘的土壤中表现良好。爱德华兹想了解微生物群落如何使柳枝稷在对氮或水等关键营养素的需求方面比其他植物更具优势。
但他也渴望将项目扩展到其他工厂和系统，包括重返水稻研究，这是他博士工作的重点。
爱德华兹说：“我非常有兴趣与位于博蒙特的德克萨斯 A&M 农业生命研究与推广中心以及水稻种植者合作。“由于水资源限制，种植者经历了一段艰难的时期，因此我希望在因素对作物不利时，种植者如何获得最佳性能产生影响。”
埃里克·莫塔（Erick Motta）将土壤-植物-动物肠道健康联系起来
Motta希望通过弥合Edwards和Wang期望从他们的研究中产生的潜在经济和环境影响，在昆虫学系做出类似的贡献。他的工作重点是植物和其他环境因素如何转化为动物的肠道微生物组，特别是昆虫。
他希望他的工作主要集中在蜜蜂身上，能够回答基本问题，并帮助建立肠道微生物组的基础科学。
莫塔说，蜜蜂是一个很好的研究模型，因为它们是像人类一样的社会性动物。它们主要通过社交互动以及它们所生活的环境来获得微生物组。微生物的获取和环境中物质的暴露，包括食物和水中的物质，都有助于微生物群落和整体健康。
蜜蜂还使 Motta 能够分析和仔细检查各种微生物、微生物群落组成、环境因素和物质（包括抗生素或除草剂等化学物质）如何影响个体和群体的微生物动力学。莫塔说，对微生物动力学的知识和理解可以应用于生态和农业系统，并外推到包括人类在内的大型生物体。
“我很高兴有机会扩展和扩展我的研究计划，但我也知道合作是成功的科学项目的基础，”他说。“资源和数据共享、知识交流都加强了我们作为个人所做的工作，因此来到像德克萨斯 A&M 这样的机构，并与相关领域的同事一起，非常令人兴奋。”
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新闻旨在传播有益信息，英文版原文来自https://today.tamu.edu/2024/05/02/trio-of-scientists-to-unlock-mystery-power-of-microbiome/