Bodem analyses
Bodemtextuur en mineralen
Eén van de analyses die we doen op de bodemstalen uit de tuintjes is de zogenaamde KEMA-analyse (controle en evolutie van de mineralen en hun accumulatie). Dit wordt uitgevoerd door de Bodemkundige Dienst van België. In deze analyse wordt de algemene bodemtextuur en de aanwezigheid van bodemnutriënten onder de loep genomen. We kijken onder andere naar het humusgehalte, de volumedichtheid, de grondsoort, de zuurtegraad, en het zout, nitraat-N, ammonium-N, fosfaat, kalium, magnesium, kalk en natriumgehalte van de bodem. Hierdoor kunnen we de fysische en chemische bodemkwaliteit in kaart brengen en die informatie willen we in een volgende fase ook koppelen aan de aanwezigheid en diversiteit van bodembacteriën.
Hoeveel levende micro-organismen zitten er in de bodem?
In het labo van het Instituut voor Landbouw-, Visserij- en Voedingsonderzoek (ILVO), worden de fosfolipidevetzuren in de bodem onderzocht met behulp van een PLFA-analyse. Levende micro-organismen (bacteriën of schimmels) worden omringd door een dubbele laag van fosfolipiden. Fosfolipiden zijn opgebouwd uit een kop- en een staartgroep, waarbij de staartgroep bestaat uit 2 vetzuren. Op basis van de soorten vetzuren die voorkomen in een staal, en hun hoeveelheid, kan men het aantal levende micro-organismen en hun onderlinge verhouding in een bodemstaal inschatten.
Vriesdrogen bodem
Een deel van het bodemstaal wordt ingevroren en gevriesdroogd om het microbieel leven stil te leggen. Zo wordt als het ware een foto genomen van de microbiële toestand - en de aanwezige vetzuren - bij het moment van staalname.
Extractie van de fosfolipiden
Fosfolipiden worden geëxtraheerd uit de gevriesdroogde bodem met behulp van solventen.
Isolatie fosfolipiden
Het extract wordt op een SPE-kolom gebracht. Door herhaaldelijk spoelen met solventen, worden de verschillende componenten in het extract van elkaar gescheiden. Bij de laatste spoeling houden we enkel de fosfolipiden over.
Losmaken van de vetzuren
De fosfolipiden worden behandeld met een alcohol, waardoor de vetzuurstaarten van de fosfolipiden worden losgeknipt. We noemen dit proces ook transesterificatie.
Vetzuren scheiden
Die vetzuren worden vervolgens met een gaschromatograaf over een 100 meter lange kolom van elkaar gescheiden en gemeten.
Analyse van de soorten vetzuren
Elke soort gemeten vetzuur wordt voorgesteld door een aparte piek in een chromatogram.
Hoeveel verschillende bacteriën zitten er in de bodem?
Op de verzamelde bodemstalen wordt een microbioom analyse gedaan in het labo van Prof. Sofie Goormachtig. Bij deze analyse, op basis van het DNA van de aanwezige bacteriën, krijgen we een beeld van de diversiteit en vinden we misschien wel de bacteriën die nodig zijn om wortelknolletjes te vormen.
DNA isolatie kit
De producten uit deze kit worden aan de bodemstalen toegevoegd en helpen het bacterie-DNA uit de aarde te isoleren.
DNA isoleren
Na toevoeging van de producten uit de kit, wordt het staal hevig geschud om de bacteriecellen open te breken en het DNA eruit te halen.
DNA vermeerderen via de PCR-techniek
Binnen al dit DNA zijn we natuurlijk vooral geïnteresseerd in het DNA dat van bodembacteriën komt. Daarom gaan we heel wat nieuwe kopies maken van een stukje DNA dat enkel voorkomt in bacteriën en niet in schimmels en planten. Dit doen we met de zogenaamde PCR-techniek.
DNA na PCR controleren
Na de PCR controleren we of het stukje bacterieel DNA waarin we geïnteresseerd zijn succesvol werd vermeerderd. We doen dit door het DNA op een gel te laden.
Scheiden van de DNA fragmenten
Onder invloed van een elektrisch veld, worden de verschillende stukjes DNA in de gel gesorteerd op grootte. Als we een grote hoeveelheid DNA zien van de verwachtte grootte, kunnen we ervan uitgaan dat het juiste stukje DNA - namelijk dat van de bacteriën - vermeerderd is en dat de PCR gelukt is.
Opzuiveren DNA
Het DNA van de verwachtte grootte wordt verder opgezuiverd uit de gel.
Hoeveelheid DNA meten
Na opzuivering wordt de hoeveelheid DNA uit elk bodemstaal gemeten. Het zuivere DNA kunnen we in een volgende stap laten uitlezen, waardoor we een idee krijgen van de diversiteit van de bacteriën in de tuin.