Начнем новый 2021 год с хороших новостей. Судя по научным дайджестам, приближение «зеленого» производства продуктов питания ускоряется. На благо экологически чистого урожая уже привлекаются целые группы бактерий, в совокупности работающих в виде природной фабрики пестицидов

Некоторые бактерии, способствующие росту растений и известные под аббревиатурой PGPB, способны улучшать здоровье культур, защищая их от патогенов помимо стимуляции роста, а другие – образовывать натуральные адъюванты - образуют липкие сообщества клеток (биопленки), что помогает им прикрепляться к корням растений.

Ученые стремятся раскрыть секреты содружества этих микроорганизмов.

Команда ученых из Северной Каролины и Массачусетса, США, сфокусировала внимание на поиске таких связанных с растениями бактерий, которые могли бы помочь PGPB еще лучше прилипать к корням, с целью, что рост числа клеток PGPB, «прилипших» к корневой системе, увеличит их полезную активность.

«Бактерии, способствующие росту растений (PGPB), довольно широко применяются для улучшения здоровья растений и повышения урожайности сельскохозяйственных культур. Однако, поскольку некоторые PGPB (включая Bacillus subtilis) не поддерживают значительную колонизацию на корнях растений с течением времени, неясно, насколько эффективны PGPB на протяжении всего цикла роста растений.

Лучшее понимание динамики сборки корневого сообщества растений необходимо для раскрытия всего потенциала PGPB. Хотя B. subtilis часто является членом микробиома корня, он не может эффективно моноассоциировать с корнями растений. Мы предположили, что B. subtilis могут потребоваться другие первичные колонизаторы для эффективной связи с корнями растений. Мы использовали ранее разработанную гидропонную систему для добавления бактерий в корни резуховидки Таля (Arabidopsis thaliana) и следили за их прикреплением с течением времени.

Мы инокулировали проростки B. subtilis и отдельные бактериальные изоляты из нативного микробиома корня A. thaliana либо по отдельности, либо вместе. Затем мы измерили, как коокулят влияет на способность B. subtilis колонизировать и поддерживаться на корнях A. thaliana.

Мы проверили 96 полностью секвенированных геномов и идентифицировали пять бактериальных штаммов, которые смогли значительно улучшить поддержание B. subtilis. Три из этих ризобактерий также увеличили содержание двух штаммов B. Amyloliquefaciens, которые обычно используются в коммерчески доступных биодобавках.

Эти результаты не только иллюстрируют полезность этой модельной системы для решения вопросов о взаимодействиях растений и микробов и о том, как другие бактерии влияют на способность PGPB поддерживать свои отношения с корнями растений, но также могут помочь в будущих сельскохозяйственных вмешательствах для повышения урожайности сельскохозяйственных культур», пишут авторы в своей работе.

Таким образом, идентифицировав несколько бактериальных штаммов, со временем увеличивающих прилипание PGPB к корням растений, ученые получили подтверждение: физические или химические взаимодействия между некоторыми различными видами бактерий действительно приводят к лучшему долгосрочному поддержанию PGPB на корнях.

«Наши результаты показывают, что бактерии умеют использовать друг друга для собственной выгоды. А мы можем воспользоваться этим природным механизмом для создания групп бактерий, работающих вместе на благо сельхозкультур, - сказала Элизабет Шенк, старший научный сотрудник в данном исследовании. - Результаты будут использованы для лучшего понимания и разработки новых микробных методов защиты растений и повышения урожайности».

Резуховидка Таля – модельное растение, как известно, дикорос, и ученые на его примере проследили, как выявленные бактерии могли бы естественным образом контактировать с корнями растений в природной почвенной среде. Они также рассмотрели, как другие местные микробы меняют поведение каждого штамма PGPB, подчеркнув важность понимания того, как именно происходит взаимодействие.

Исследование было целенаправленно сосредоточено на PGPB – коммерческих бактериях, применяемых в настоящее время в сельскохозяйственных обработках.

«Одним из важных результатов нашей работы может стать дальнейшее поощрение сельскохозяйственных биотехнологических компаний к рассмотрению использования групп из нескольких бактерий (а не одного изолята) в их поисках лучших и более длительных биологических обработок для повышения урожайности и внедрения практик экологического производства продуктов питания», - подчеркнула Шэнк.

Исследование опубликовано в журнале Phytobiomes.

(Источник: apsjournals.apsnet.org). 

Напоминаем, что в Агромагазине AgroXXI Вы можете приобрести адъюванты для повышения эффективности удобрений и пестицидов.