В исследовании ученых из Университета Калгари, опубликованном в журнале Cell, сообщается о том, что растения, испытывая засуху, перестают «звать о помощи», чтобы привлечь в свои корни полезные почвенные микроорганизмы (например, бактерии и грибы).
«Мы обнаружили, что этот сдвиг является результатом специфических изменений в корнях растений. Это происходит потому, что в условиях засухи у растений снижается активность как иммунной системы, так и механизмов поглощения железа», — говорит доктор Коннор Фицпатрик, ведущий автор исследования и ныне доцент кафедры биологических наук факультета естественных наук Университета Калгари.
Фитцпатрик говорит, что изменения позволяют процветать определенной группе бактерий, называемых стрептомицетами, но это не означает автоматически, что растения будут здоровее. Некоторые штаммы стрептомицетов помогают, в то время как другие мешают.
«В совокупности это приводит к новому способу осмысления взаимодействия растений и микроорганизмов во время засухи. Засуха не просто вызывает стресс у растений. Она коренным образом меняет то, как они распоряжаются питательными веществами и взаимодействуют с окружающим их микробным миром», — говорит он.
Исследование важно для биологии растений, а также дает представление о глобальной продовольственной безопасности и питании человека.
«Дефицит железа уже является одним из самых распространенных нарушений питания в мире, затрагивающим миллиарды людей. Большая часть железа в рационе человека поступает из растений, таких как злаки и бобовые. В то же время, из-за изменения климата во многих сельскохозяйственных регионах участились и усугубились засухи. Это означает, что засуха может не только снизить урожайность, но и уменьшить питательную ценность сельскохозяйственных культур, ограничивая содержание железа в съедобных тканях», — говорит ученый.
Исследовательская группа обнаружила снижение поглощения железа, пытаясь понять механизм обогащения микробами корней растений.
«Мы экспериментально изменяли степень засухи и доступность железа, чтобы выяснить механизм», — объясняет он.
Первоначально команда использовала модельный организм, Arabidopsis thaliana (резуховидка Таля), а позже продемонстрировала его эффект на самых разных растениях.
«Мы продемонстрировали это на примере риса, помидоров и, совсем недавно, рапса», — говорит Фицпатрик.
По его словам, исследование открывает возможности для создания пробиотических почвенных препаратов или способов селекции культур, которые поддерживают усвоение железа во время засухи.
Источник: University of Calgary. Автор: Колетт Дервориз.
На фото: аспирантка Олувадамилола Элизабет Аджайи (слева) и доктор Коннор Фицпатрик, ведущий автор исследования и ныне доцент кафедры биологических наук факультета естественных наук Университета Калгари. Автор фото: Колетт Дервориз, факультет естественных наук/Университет Калгари.
