Ученые нашли способ обмануть время и заставить обычные огурцы прорастать в два раза быстрее. И нет, это не опасная химия — секрет кроется в крошечных микроорганизмах, которые жили на планете еще до динозавров.
Во всем мире нарастает проблема с прорастанием семян. Засоление и загрязнение почвы, засухи, холод и другие стрессы снижают всхожесть семян на 40–60%, а время их прорастания может увеличиваться даже на 70%. Внесение агрохимикатов не решает проблему, но нарушает микробные сообщества почвы и плодородие. В поисках более безопасных альтернатив биологи из Башкирского государственного педагогического университета имени М. Акмуллы (Уфа), Федерального научного центра биоразнообразия наземной биоты Восточной Азии ДВО РАН (Владивосток) и Башкирского государственного медицинского университета (Уфа) выяснили, как именно определенные штаммы микроводорослей и цианобактерий ускоряют прорастание семян сельскохозяйственных культур.
Для своего эксперимента авторы собрали настоящую «дрим-тим» из микроорганизмов. В списке оказались пять штаммов микроводорослей (среди которых знаменитая хлорелла, а также целастрелла, клебсормидиум, вишерия и скотиносфера) и два вида цианобактерий (носток и анабена).
Эти крохи — природные биофабрики. Они вырабатывают уникальный набор «подарков» для растений:
Природные гормоны роста — чтобы семечко «проснулось» мгновенно;Витамины и аминокислоты — для мощного старта;Пептиды, фенолы и полисахариды — для защиты от стресса и болезней.Ученые подошли к делу основательно. Сначала они вырастили все эти микроорганизмы в специальных жидких питательных средах, получив насыщенные биологически активные растворы. Затем наступил главный момент: семена огурцов «искупали» в этих культурах.
Чтобы результаты были максимально точными, исследователи создали контрольную группу — часть семян просто смочили обычной питательной средой без всяких добавок. За следующими 10 днями жизни будущих огурцов следили с беспристрастностью детективов.
Когда ученые подвели итоги, стало ясно: микробиота творит чудеса. Штаммы целастреллы, скотиносферы и анабены стали абсолютными чемпионами. Время прорастания сократилось вдвое. Если обычные семена «раскачивались» в среднем 4 дня, то «заряженные» водорослями выстреливали уже через 2 суток!
В обычной группе взошло 88% семян (тоже неплохо, но...), а вот под защитой микробов этот показатель взлетел до невероятных 94–98%. Почти стопроцентный успех!
Когда ученые измерили молодые ростки, их ждал еще один сюрприз. Корни обработанных огурцов были на 51–53% длиннее, чем у обычных. Представьте: растение еще крохотное, а его фундамент уже в полтора раза мощнее! Листья тоже не отставали — они оказались на 17–21% крупнее контрольных образцов.
«Мы впервые исследовали пока малоизученные, но очень перспективные виды микроводорослей, среди которых представители родов целастрелла и скотиносфера. При этом оказалось, что в отношении проращивания семян они работают эффективнее широко известной хлореллы. Это говорит об их большом практическом потенциале: замачивание семян прямо в биореакторах на сельскохозяйственных предприятиях позволит уменьшить использование более дорогих и неэкологичных синтетических стимуляторов роста. В дальнейшем мы планируем продолжить поиск штаммов, способных улучшать показатели роста и развития овощных культур (томатов, болгарского перца, баклажанов, базилика). Микроорганизмы с наиболее выраженным ростостимулирующим действием могут использоваться для создания безопасных для человека и окружающей среды биопрепаратов», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Лира Гайсина, доктор биологических наук, профессор кафедры биоэкологии и биологического образования, заведующая научно-исследовательской лабораторией молекулярной систематики фототрофных микроорганизмов имени Л.С. Хайбуллиной Башкирского государственного педагогического университета имени М. Акмуллы.
Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), были опубликованы в журнале Horticulturae.
Источник: пресс-служба Российского научного фонда.
На заглавном фото: пророщенные семена огурца. Источник: Лира Гайсина / БГПУ имени М. Акмуллы.