Почвенные микробы могут стать ключом к малозатратному сельскому хозяйству
Новое исследование специалистов Калифорнийского университета Риверсайда показало, что Acmispon strigosus, представитель семейства бобовых, растет в 13 раз лучше при взаимодействии с эффективным штаммом азотофиксирующей бактерии Bradyrhizobium.
Агрономы знают о способности растений использовать микробов для стимуляции роста, сообщает eurekalert.org. Некоторые селекционеры думают, что понимание черт, необходимых культурам для вовлечения лучших бактерий, станет ключом к малозатратному сельскому хозяйству.
Этот процесс – сложная смесь генетических и экологических факторов. Оставленные без внимания, растения не всегда взаимодействуют с лучшими микробами, окружая себя смесью полезных и неэффективных бактерий. Попытки управлять составом микроорганизмов, внедряя подходящие штаммы, обычно оканчивались неудачей.
«Сложно предсказать, какая комбинация микробов сработает в полевых условиях. Бактерии, помогавшие растениям в лаборатории, не всегда выдерживают конкуренцию с естественными обитателями почвы, — отметил профессор Джоэл Сакс. – Перспективная альтернатива – выводить растения, которые лучше управляют бактериальными партнерами, передавая этот навык следующим поколениям».
В исследовании, представленном в New Phytologist, команда Сакса рассмотрела, как генетика и среда культуры влияют на популяцию бактерий в земле. Они проверили, как на взаимодействие Acmispon strigosus с азотофиксирующими микробами влияют изменения в окружении. К удивлению авторов, удобрение почвы не сказалось на связи растений с бактериями. Наиболее важным фактором оказались генетические вариации. Они отвечали за способность растений выбирать полезные бактерии для партнерства. Такие бобовые также активнее росли, в сравнении с побегами, не инвестировавшие во взаимоотношения с микробами.
«Эти черты варьируются у растений одного вида и передаются по наследству, — отметила Камилла Вендландт, первый автор работы. – Мы надеемся, что агрономы используют результаты исследования для выведения видов, эффективно сотрудничающих с микробами. В результате удастся уменьшить зависимость от дорогих и вредных для экологии химических удобрений».
На следующих этапах исследователи проверят, будут ли бобовые демонстрировать генетические отличия при взаимодействии с более сложными микробными сообществами, вроде тех, что встречаются в естественной среде. Лаборатория также рассмотрит поведение коровьего гороха важной культуры для африканских стран, расположенных южнее Сахары.
