Вчені створюють надземні мікробні угруповання, що пригнічують хвороби рослин
За словами дослідників з Пенсільванського університету, можна маніпулювати мікробними спільнотами, що живуть на листі та стеблах томатів, для придушення хвороб, що знижують продуктивність та дають надію на те, що виробники колись зможуть застосовувати ці суміші бактерій та грибків для захисту рослин та підвищення врожаю.
У новому дослідженні, в якому брала участь теплиця, заповнена чотирма лініями молодих рослин томатів, що представляють різні групи обробки та контрольні групи, дослідники неодноразово "пасували" або переносили мікроби, спочатку зібрані з листя здорових рослин томатів у полі, з однієї рослини на іншу, які згодом інокулювали збудником бактеріальної плямистості.
Після багаторазових переносів або пасажів мікробів симптоми захворювання, такі як плями від коричневого до чорного кольору на листі, почали слабшати і до дев'ятого пасажу зменшилися майже наполовину.
Лист рослини томату, заражений бактеріальною плямистістю, захворювання, що викликається P. syringae pv. помідор DC3000.
Це відкриття має наслідки не тільки для томатів і навіть овочевих рослин, – припустив Кевін Хокетт, доцент мікробної екології в Коледжі сільськогосподарських наук, який є співавтором дослідницької роботи. За його словами, мета полягає в тому, щоб розробити процес, який дозволить виробникам використовувати мікробні спільноти у польових умовах.
"Ми намагаємося знайти спосіб, яким ми можемо використовувати природні екосистеми на полях, щоб принести користь фермерам і запобігти хворобам рослин, і я думаю, що тут є великий потенціал", - сказав він. "Зараз ми працюємо з бактеріальними захворюваннями, але я не бачу причин, через які ми не могли б перевірити це на грибкових захворюваннях, а також на інших бактеріальних захворюваннях інших овочевих культур".
Переважна дія мікробних співтовариств у ґрунті на хвороби рослин добре відома, зазначає провідний дослідник Ханарейя Ехау-Таумауну, який у серпні отримає докторський ступінь у галузі патології рослин, але це було перше дослідження, що показує, що мікробні співтовариства можуть відігравати аналогічну роль у надземній частині рослин. у «філосфері».
Для створення філосферних мікробних угруповань, здатних пригнічувати бактеріальну плямистість томатів, що викликається патогеном Pseudomonas syringae pv. томат, або Pto - Ехау-Таумауну і Хокетт обприскували сотні рослин ретельно підготовленими аплікаціями мікробів з подальшою інокуляцією патогенів, а потім вимірювали тяжкість захворювання рослин, що розвинулося. Ті рослини з найменшим ступенем тяжкості захворювання були обрані джерелом мікробного співтовариства в наступному раунді інокуляції.
"Послідовне переміщення мікробного співтовариства між рослинами томатів було аналогічно міжсезонного перенесення мікробів, що неодноразово піддавалися впливу Pto, що дозволяло екологічним та еволюційним процесам відбуватися протягом короткого часу", - сказав Ехау-Таумауну. "Накопичення хвороб у філосфері зрештою призвело до придушення хвороб як нормальної екологічної реакції на тиск патогенів".
Дослідження включало компонент камери для вирощування, в якій дослідники піддавали мікробні співтовариства термічної обробки, щоб побачити, чи буде порушена бактеріальна плямистість. Знищення мікробної спільноти є звичайним випробуванням придушення хвороби. Цей експеримент продемонстрував, що при усуненні мікробних угруповань симптоми бактеріальної плямистості погіршувалися, що вказує на те, що члени спільноти відіграють важливу роль у придушенні хвороби.
У висновках, нещодавно опублікованих у Phytobiomes Journal, дослідники повідомили, що загалом пасерування в теплиці призвело до збільшення тяжкості захворювання для всіх ліній пасажів у порівнянні з початковим пасажем, яке досягло піку на четвертому або п'ятому пасажах, за яким було різке зниження, яке зберігалося протягом дев'ятого та останнього проходу дослідження.
Ехау-Таумауну зазначив, що пандемія COVID-19 значно ускладнила проведення досліджень та ускладнила роботу. Вона проводила складні експерименти без допомоги студентів та аспірантів через обмеження, спрямовані на запобігання поширенню вірусу.
"План полягав у тому, щоб у перекладах брало участь кілька рук, але виявилося, що весь експеримент протягом кількох місяців проводила лише я", - сказала вона. «Це було сумно, тому що дослідження було б чудовою можливістю для навчання інших студентів у лабораторії Хокетта".
Також читайте: