Частота и интенсивность стресса от засухи возрастают в условиях изменения климата, представляя значительную угрозу для глобального растениеводства. Однако растения не существуют изолированно; они взаимодействуют с множеством почвенных и растительных микроорганизмов, которые влияют на их рост и устойчивость к биотическим и абиотическим стрессам. Эти взаимодействия формируются долгосрочными ассоциациями, где растения и их микробиомы взаимно влияют друг на друга, способствуя адаптации, экологии и производительности обоих партнеров с момента появления первых наземных растений ∼450 миллионов лет назад. Следовательно, микробиомы, связанные с растениями, имеют значительные перспективы для разработки эффективных стратегий борьбы с различными стрессами, включая засуху.
Исследователи из Университета Западного Сиднея обнаружили, что растения пшеницы, пострадавшие от засухи, способны «призывать» экологически чистые почвенные бактерии для выживания. Это открытие поможет сохранять здоровье важной сельхозкультуры, повышать урожайность и открывать пути для выведения сортов, устойчивых к экстремальным погодным условиям.
Исследование, опубликованное в журнале Cell Host & Microbe , показало, что когда пшеница сталкивается с засухой, она вырабатывает вокруг своих корней природные соединения, называемые 4-оксопролином, которые посылают химические сигналы для привлечения специализированных дружественных почвенных бактерий, включая виды Streptomyces и Leifsonia.
Затем почвенные микробы, борющиеся с засухой, вырабатывают полезные соединения, включая осмолиты, фитогормоны и солюбилизаторы питательных веществ, которые повышают способность растений противостоять засухе и продолжать расти.
Когда исследовательская группа повторно внедрила полезные микробы в растения пшеницы на сухих почвах, растения стали крупнее, выглядели более здоровыми и дали больше зерна даже в следующем поколении культур.
Ведущий автор, доктор Цзяюй Ли из Института окружающей среды Хоксбери при Университете Западного Сиднея, сказал, что результаты этого исследования показывают, как растения и микробы работают в команде, чтобы выживать в стрессовых условиях, таких как засуха, что делает устойчивое и климатически оптимизированное земледелие жизнеспособным вариантом.
«Наши исследования предоставят ученым и фермерам новую платформу для использования природных растительных соединений и почвенных микробов в качестве биологических инструментов для защиты сельскохозяйственных культур от засухи, смягчая воздействие засухи на производительность сельского хозяйства. Это также открывает новые пути для целенаправленной селекции растений для культур, устойчивых к изменению климата и экстремальным погодным условиям, поскольку эти микробы даже передают «память о засухе», помогая следующему сельскохозяйственному циклу давать лучшие результаты на сухих почвах», - сказал доктор Цзяюй Ли.
Полезные для растений микробы, обнаруженные исследователями из Института окружающей среды Хоксбери при Университете Западного Сиднея, действуют как «пробиотики» для сельскохозяйственных культур и обеспечивают естественный способ защиты растений от засухи.
Источник: Cell Host & Microbe (2025). DOI: 10.1016/j.chom.2025.05.002
Старший автор, заслуженный профессор Браджеш Сингх, сказал, что бактерии, борющиеся с засухой, и их продукты помогут фермерам защитить свои посевы и пережить засуху, одновременно повышая урожайность.
«Частота и интенсивность засух увеличиваются в условиях изменения климата, что представляет серьезную угрозу для глобальной первичной продуктивности и устойчивости. Исследование показывает, что такое партнерство растений и микробов может обеспечить долгосрочные преимущества для сельского хозяйства в засушливых условиях, помогая бороться с засухой и существенными долгосрочными последствиями для продовольственной безопасности и здоровья окружающей среды», - заключил он.
Источник: Western Sydney University. DOI: 10.1016/j.chom.2025.05.002.
Заглавное фото: Лукьянов Дмитрий, AgroXXI.ru.