Одомашнивание растений превратило дикие виды в высокопродуктивные культуры, но одновременно сопровождалось снижением как генетического, так и микробного разнообразия. Используя картофель (Solanum tuberosum) в качестве модельной системы, ученый показал, как одомашнивание и интенсификация сельского хозяйства изменили взаимодействие между растениями и их микробиомами, и в какой степени восстановление исходных микробов может восстановить утраченные функции.
Исследователь Дарио Рамирес Вильясис в Утрехтском университете занимается с коллегами изучением картофеля и картофельного микробиома в ретроспективе.
«Мы показали, что в Андах, центре происхождения картофеля, одомашнивание среды обитания этой культуры привело к гомогенизации химического состава почвы и микробного состава, устранив естественные экологические градиенты. Естественные почвы поддерживали специфические микробные сообщества, сокращение численности которых в сельскохозяйственных почвах было связано с уменьшением подавления болезней. Реинтродукция местных микробных таксонов посредством синтетического сообщества из четырнадцати бактериальных штаммов восстановила устойчивость к фитофторозу картофеля (Phytophthora infestans), демонстрируя функциональную основу восстановления микробиома», поделился ученый.
Кроме того, эксперименты по селекции диплоидных гибридов показали, что проявление гетерозиса у растений картофеля, выращенных из настоящих семян картофеля, в значительной степени основано на функциях микробиома: гибриды поддерживали сбалансированный иммунный ответ и стабильный микробиом, в то время как инбредные линии демонстрировали признаки стресса и чрезмерной активации иммунной системы.
В заключение, данное исследование демонстрирует, что микробиом является одним из важнейших компонентов в защите растений. Поэтому повторное введение в сельскохозяйственные культуры их исконных микробных партнеров является рациональной стратегией для повышения продуктивности и устойчивости в рамках устойчивого сельского хозяйства.
Источник: Universiteit Utrecht.