На благо екологічно чистого врожаю вже залучаються цілі групи бактерій, - вчені
Деякі бактерії, що сприяють росту рослин і відомі під абревіатурою PGPB, здатні покращувати здоров'я культур, захищаючи їх від патогенів крім стимуляції росту, а інші — утворювати натуральні ад'юванти — утворюють липкі спільноти клітин (біоплівки), що допомагає їм прикріплюватися до коріння рослин.
Дослідження опубліковано в журналі Phytobiomes.
Вчені прагнуть розкрити секрети співдружності цих мікроорганізмів.
Команда вчених з Північної Кароліни та Массачусетсу, США, зосередила увагу на пошуку таких пов'язаних з рослинами бактерій, які могли б допомогти PGPB ще краще прилипати до коріння, з метою, що зростання числа клітин PGPB, "прилиплих" до кореневої системи, збільшить їх корисну активність.
"Бактерії, що сприяють росту рослин (PGPB), досить широко застосовуються для поліпшення здоров'я рослин і підвищення врожайності сільськогосподарських культур. Однак, оскільки деякі PGPB (включаючи Bacillus subtilis) не підтримують значну колонізацію на коренях рослин з плином часу, неясно, наскільки ефективні PGPB протягом усього циклу росту рослин.
Краще розуміння динаміки збирання кореневої спільноти рослин необхідне для розкриття всього потенціалу PGPB. Хоча B. subtilis часто є членом мікробіома кореня, він не може ефективно моноасоціювати з корінням рослин. Ми припустили, що B. subtilis можуть знадобитися інші первинні колонізатори для ефективного зв'язку з корінням рослин. Ми використовували раніше розроблену гідропонну систему для додавання бактерій в коріння резуховидки Таля (Arabidopsis thaliana) і стежили за їх прикріпленням з плином часу.
Ми інокулювали проростки B. subtilis і окремі бактеріальні ізоляти з нативного мікробіома кореня A. thaliana або окремо, або разом. Потім ми виміряли, як коокулят впливає на здатність B. subtilis колонізувати і підтримуватися на коренях A. thaliana.
Ми перевірили 96 повністю секвенованих геномів і ідентифікували п'ять бактеріальних штамів, які змогли значно поліпшити підтримку B. subtilis. Три з цих ризобактерій також збільшили вміст двох штамів B. Amyloliquefaciens, які зазвичай використовуються в комерційно доступних біодобавках.
Ці результати не тільки ілюструють корисність цієї модельної системи для вирішення питань про взаємодію рослин і мікробів і про те, як інші бактерії впливають на здатність PGPB підтримувати свої відносини з корінням рослин, але також можуть допомогти в майбутніх сільськогосподарських втручаннях для підвищення врожайності сільськогосподарських культур», пишуть автори у своїй роботі.
Таким чином, виявивши кілька бактеріальних штамів, з часом збільшуючи прилипання PGPB до коренів рослин, вчені отримали підтвердження: фізичні або хімічні взаємодії між деякими різними видами бактерій дійсно призводять до кращого довгострокового підтримання PGPB на коренях.
"Наші результати показують, що бактерії вміють використовувати один одного для власної вигоди. А ми можемо скористатися цим природним механізмом для створення груп бактерій, що працюють разом на благо сільгоспкультур, - сказала Елізабет Шенк, старший науковий співробітник в даному дослідженні. - Результати будуть використані для кращого розуміння і розробки нових мікробних методів захисту рослин і підвищення врожайності».
Резуховидка Таля-модельна рослина, як відомо, дикорос, і вчені на її прикладі простежили, як виявлені бактерії могли б природним чином контактувати з корінням рослин в природному ґрунтовому середовищі. Вони також розглянули, як інші місцеві мікроби змінюють поведінку кожного штаму PGPB, підкресливши важливість розуміння того, як саме відбувається взаємодія.
Дослідження було цілеспрямовано зосереджено на pgpb-комерційних бактеріях, що застосовуються в даний час в сільськогосподарських обробках.
"Одним з важливих результатів нашої роботи може стати подальше заохочення сільськогосподарських біотехнологічних компаній до розгляду використання груп з декількох бактерій (а не одного ізоляту) в їх пошуках кращих і більш тривалих біологічних обробок для підвищення врожайності та впровадження практик екологічного виробництва продуктів харчування», - підкреслила Шенк.
Також читайте: