АгроНовости: рубрика «микробиология»

Бразильские исследователи открывают новые горизонты в устойчивом сельском хозяйстве, предлагая использовать биогенные наночастицы в качестве многофункциональных компонентов, способных заменить или дополнить традиционные удобрения и пестициды.

Каждая растительная клетка — это продукт биологического слияния, произошедшего миллиарды лет назад. Хлоропласты — это ключевые структуры в растениях и водорослях, улавливающие солнечный свет, но изначально это были свободноживущие бактерии, поселившиеся внутри другой клетки. Со временем эти партнеры стали более тесно интегрированы, обмениваясь генами, белками и функциями.

Растения постоянно находятся в состоянии повышенной готовности. Их корни оснащены молекулярными системами сигнализации, которые обнаруживают вторжение микробов и запускают иммунный ответ. Однако полезные почвенные грибы регулярно проникают в живые клетки корней и устанавливают тесные связи, необходимые для питания растений. Ученые обнаружили, что эти грибы посылают в растение небольшие РНК, которые могут незаметно отключать отдельные защитные системы изнутри.

Исследование, проведенное международным коллективом ученых, позволило получить представление о том, как растения формируют микроскопический ландшафт белков, имеющих решающее значение для фотосинтеза — основы пищевой и химической энергетической цепи Земли. Это открытие дает новое представление о молекулярном механизме, преобразующем солнечный свет в биоэнергию, и может позволить в будущем оптимизировать урожайность сельскохозяйственных культур и придать им другие важные свойства.

Большинство растений позволяют грибным микроорганизмам проникать в клетки своих корней и обеспечивать их углеводами в обмен на лучшее поступление питательных веществ и воды. И только бобовые растения, такие как соя, горох, фасоль и клевер, вступают в дополнительный, взаимовыгодный симбиоз с азотфиксирующими почвенными бактериями. Союз с так называемыми ризобиями позволяет им получать необходимый для роста азот из воздуха. Перенос этого механизма на небобовые культуры открывает путь к сортам, которым требуется меньшее количество азотных минеральных удобрений, как в случае с бобовыми. Доказано на томате.

Устойчивая к цистообразующим нематодам соя активно привлекает полезные почвенные микроорганизмы для борьбы с вредителем, и это уже готовый новый способ защиты культуры.

Рост растений поддерживается миллионами крошечных почвенных микробов, конкурирующих и сотрудничающих друг с другом, выполняя важные функции в корневой системе растения, включая улучшение доступа к питательным веществам и защиту от патогенов. В качестве побочного продукта своего метаболизма почвенные микробы также могут производить закись азота (N₂O), мощный парниковый газ, который в основном изучается в контексте климатических изменений. Хотя некоторое количество N₂O встречается в природе, его производство может резко возрастать из-за внесения удобрений и других факторов. Закись азота, продуцируемая денитрифицирующими псевдомонадами, подавляет рост ризосферных бактерий путем инактивации кобаламин-зависимой метионинсинтазы, выяснили ученые.

Ученые раскрыли механизм деления оплодотворенных семян риса и формирования их «оси тела». Используя новый метод визуализации, они обнаружили, что, хотя первая клетка сначала делится асимметрично, за этим следует случайный рост и, по-видимому, «коллективное» определение оси тела. Это существенное отклонение от известных механизмов, редкая возможность заглянуть в процесс рождения и роста растительных эмбрионов.