Бактерии и растения объединились для противостояния высоким температурам

Фото: Getty Images

Изменение климата, рост населения планеты и постоянная потребность в производстве продуктов питания — важнейшие проблемы, которыми занимаются сегодня ученые. Используя новый подход, исследователи обнаружили естественный способ ускорить рост растений и, в свою очередь, уменьшить зависимость от удобрений — благодаря миру бактерий, пишет Nature World News.

Исследовательское сотрудничество между университетами Уорвика и Юстуса Либига в Германии недавно пролило свет на потенциальные инновации в области сельского хозяйства. В новом исследовании они представили стратегию, позволяющую увеличить поглощение питательных веществ растениями, что ведет к улучшению роста, и одновременно снижает потребность в экологически вредных удобрениях.

Проблема удобрений не нова — растворяясь в почве или попадая в ручьи, они выделяют закись азота, мощный парниковый газ. Если мы сможем снизить нашу зависимость от них, это будет большой победой для нашей планеты и нашего будущего без катастрофических изменений климата.

На помощь в этом ученым пришли бактерии. В частности, бактерии под названием ризобии, которые образуют дружественные отношения с бобовыми растениями, такими как горох и фасоль. Эти бактерии берут азот из воздуха и превращают его в питательные вещества для растений — процесс, известный как "фиксация" азота. Это симбиотическое партнерство не только помогает растениям получать необходимые питательные вещества, но и придает им устойчивость к резким изменениям в окружающей среде.

Бобовые растения интересны тем, что они могут образовывать союзы с различными видами ризобий. Однако успех такого партнерства может зависеть от типа почвы и способности бактерий фиксировать азот.

Исследовательская группа при поддержке Совета по биотехнологии и биологическим наукам (СББН) изучала влияние этих симбиотических отношений на рост растений, питание и взаимодействие с другими почвенными микробами. Конечная цель опытов была в открытии потенциальных "биоудобрений", которые могут улучшить здоровье растений и почвы.

В ходе эксперимента изучался вид бобовых растений, взаимодействующих с различными азотфиксирующими бактериями в различных типах почв. Команда также проанализировала, как различные штаммы бактерий влияют на молекулярные реакции растения и содержание минералов. Полученные данные дали исследователям более четкое понимание влияния "симбиотической эффективности" – показателя эффективности подобных бактериальных союзов.

По словам профессора Патрика Шефера, принимавшего участие в исследовании, симбиоз с разнообразными микробами на поверхности корней играет решающую роль в росте растений. Исследование подтвердило, что на эффективность полезных ризобий влияет состояние питательных веществ в почве.

Другой ключевой вывод исследования, которым поделилась соавтор работы доктор Беатрис Лагунас из Уорикского университета, заключается в том, что симбиоз с различными видами бактерий может изменить весь микробиом корня. Проще говоря, бактериальное сообщество, живущее в корнях растений и вокруг них, может меняться в зависимости от вида присутствующих бактерий.

Исследователи выявили некоторые штаммы микроорганизмов, которые потенциально могут служить эффективными и экологически чистыми биоудобрениями. По словам профессора Мириам Гиффорд из Уорикского университета, это открытие может оказать значительное влияние на выращивание таких важных продовольственных культур, как фасоль и горох.

На основе этого исследования ученые теперь изучают, как эти микробы влияют на различные виды растений, с целью дальнейшего понимания их роста и устойчивости к резким изменениям. Они также планируют работать с сельскохозяйственными предприятиями, чтобы оценить реальное влияние использования этих бактерий в качестве биоудобрений для роста бобовых.

Это захватывающее исследование открывает потенциал для более экологичного и устойчивого будущего сельского хозяйства. В случае успеха оно может помочь снизить зависимость от химических удобрений, смягчая их негативное воздействие на окружающую среду. Этот результат является многообещающим шагом на пути к установлению гармоничных отношений между сельским хозяйством и нашей планетой.

Ирина Скиба / Skibair
Журналист ATinform