DNA技术被应用在Tiedje目前的几个项目中，其中一个是五大湖生物能源研究中心的一部分。bob体育登录它是由美国能源部资助的三个专注于生物燃料研究的国家中心之一，由威斯康星大学麦迪逊分校领导bob体育登录密歇根州立大学．其中一个研究小组专注于bob体育登录根际，即植物根系周围的土壤区域，那里是大型微生物群落的家园。

就像人类有微生物和我们生活在一起，帮助我们的健康一样，植物也有微生物组，支持它们的健康和生产力。它改善营养获取，预防疾病，并可能提供其他尚未发现的好处。Tiedje的团队正在使用新的高容量DNA测序来了解植物的微生物群如何有助于成本效益?有效和可持续的生物燃料生产。除了查明其作用之外?除了促进植被健康外，专家们还在研究土壤在气候变化中扮演的角色。一群密歇根州立大学bob体育登录研究人员是研究阿拉斯加和俄克拉荷马州变暖地点的联盟的一部分，研究土壤微生物对温度升高的反应。

蒂杰说:“北极永久冻土中含有大量的碳，一些永久冻土正在融化，所以微生物会接管并将碳转化为二氧化碳，在潮湿地区，还会转化为甲烷。”“我们的主要目标是使用这些DNA方法了解微生物的温度敏感性，以及它们的活动是否具有放大或调节e?对预计的气候变暖速度的影响。”

土壤微生物学家，包括在密歇根州立大学他们发现了可以降解许多环境污染物的微生物。Tiedje的团队因发现了能脱氯环境污染物的细菌而闻名，这很重要，因为许多环境污染物都含有氯。这种微生物脱氯过程现在被用于清理一些受污染的地下水和土壤。Tiedje说，这一过程是土壤中微生物多样性的一个例子。

“‘土壤健康’是一个总称，反映了导致土壤健康的化学、物理和生物特性。更先进的粮食生产和最佳的生态系统服务，比如确保良好的水质和元素循环，”Tiedje说。“土壤健康的一个非常重要的组成部分是微生物群落，现在通常被称为微生物组。基于dna的新方法让我们对未知世界有了更多的了解。自从第一批植物进化以来，植物和微生物群落就一直生活在一起，它们和谐相处是有道理的。保持土壤健康包括确保和改善这种和谐。”

确定可持续的解决方案

从她在科罗拉多大学的本科时代，Lisa Tiemann，土壤生物学助理教授密歇根州立大学他被土壤和发生在地下的复杂相互作用迷住了。她还列举了土壤调查在日常生活中的实际应用。

Tiemann说:“我认为土bob体育登录壤研究很重要，有几个原因，第一个希望是显而易见的，但可能不像它应该的那么明显。”“没有健康的土壤，我们就无法生存。我们吃的所有食物都依赖土壤。有一些水产养殖，有些人吃鱼，但总的来说，没有土壤我们就无法生存。我也认为有一点脱节，学校里的年轻人不一定与自然和户外联系在一起。我认为这才是‘国际土壤年’的真正目的。”

和蒂杰的大部分工作一样，蒂曼的研究主要集中在微生物层面。bob体育登录她正与同事们一起努力，深入了解土壤有机质，以及可持续土地管理方法如何影响养分，从而提高产量和促进土壤健康。直到最近，研究人员还没有对土壤中bob体育登录生物多样性的全面了解。Tiedje设计的技术揭示了一个由数千种微生物组成的巨大生态系统。Tiemann说，现在的关键之一是确定这些物种所扮演的角色以及它们对人类的影响。

蒂曼说:“在过去的40年里，为了跟上人口的增长，我们必须生产的食物数量翻了一番。”“在接下来的40年里，我们必须再翻一番。我们现在已经到了这样的地步，没有更多的土地可以用来耕种，所以我们现在需要做的是提高生产力。我的研bob体育登录究是试图了解我们如何可持续地管理土壤。为了做到这一点，我们必须了解土壤有机质是如何形成的，以及它是如何保持的。土壤有机质是肥力的基石。”

通过美国国家科学基金会“科学、工程和教育促进可持续发展”倡议的资助，蒂曼的研究将她带到了非洲中部国家乌干达，一个位于赤道的国家，面积与俄勒冈州大致相当。bob体育登录在这里，她致力于了解土壤有机质下降和土壤肥力丧失的原因。该项目始于2012年，Tiemann于2013年1月首次出国旅行。这项研究将持续到2016年，让她的团队深入了解全国各bob体育登录地农民采用的土地管理实践。

人口的激增加上肥沃土壤的减少对乌干达的可用农田造成了巨大的压力。在过去，如果农民注意到生产力下降，他们就会搬到一个新的地方耕种。然而，乌干达国家环境管理局估计，到2020年或2025年，剩余的可用于农业的土地将被转变为农田。bob体育合法吗如果没有使用无机肥料的财政手段，种植者就只能采用生物耕作方法，并获得更多有效土地管理的知识。

Tiemann说:“这就是我们现在想要弄清楚的。”“人们在其他地方做的事情，他们可以接受的文化习俗，是否有助于至少维持现状?”必须进行一些大规模的改变，才能使土壤有机质恢复到以前的水平，但如果我们至少能保持现状，并保持相当高产，那将是朝着正确方向迈出的一步。”

Tiemann的团队调查了当地农民，提出的问题可以让研究人员更好地了解如何提出建议和设定可行的目标。bob体育登录

• 你怎么处理作物残余物?

• 你最依赖什么作物?

• 你认为土壤肥力的丧失是未来的风险吗?

• 你担心人口增长吗?

这些问题的答案是关键的，并形成了对种植者的建议。尽管越来越多的证据表明人口对土壤造成了越来越大的压力，但蒂曼说，农民似乎并不担心。然而，他们感兴趣的是能够帮助他们保持土地现有产能的方法。

斯坦克说:“我们与吉姆·蒂杰引入的一些技术合作，从土壤中提取DNA。”“一旦我们提取DNA，看看存在什么，那么它就变成了一个更大的问题:更多样化的微生物群落更适合植物生产，还是功能性而不是多样性?”我们已经看到一些例子，这可能不是关于微生物生物量，而是关于在正确的时间把正确的微生物放在正确的地方，以支持一个健康的系统。”

从简单的种植植物到种植两种作物，即微生物和植物，这种思想的转变是一个重大变化。

斯坦克说:“我们正试图弄清楚，我们是否可以给土壤施肥，然后自然地给植物施肥。”“所以我们施肥不是基于植物的需要，而是更多地基于微生物群落可能需要的东西。如果微生物是快乐和多产的，它们可能能够循环更多的营养物质供植物使用。”