При изучении почвенных бактерий псевдомонада команда ученых из Университета Восточной Англии выяснила, что они эффективно защищают сельскохозяйственные культуры на засоленных почвах от избытка натрия. Но не так, как ранее считалось, а неожиданным образом. Исследование опубликовано в журнале Science Advances.
Больше соли — меньше урожая
Засоленность почв — одна из важнейших проблем современного земледелия. Изменения климата, повышение уровня моря и некоторые методы полива привели к повышенной засоленности земель для сельского хозяйства. Избыток соли негативно влияет на урожайность — культуры растут медленнее, их корни слабеют, а также повреждаются в ряде случаев. По мнению авторов исследования, засоленность почв влияет на весь урожай и со временем может поставить под удар глобальные запасы продовольствия.
Бактерии против солевого стресса
Исследователи отметили, что при возникновении неблагоприятных факторов, включая избыток натрия, растения используют для защиты бактерии, которые образуются вокруг их корней. Но долгое время механизм этого природного взаимодействия был изучен не до конца.
В ходе исследования ученые изучили корневые микробиомы нескольких культур на различных типах грунта. Выяснилось, что при солевом стрессе вокруг корней кукурузы, томатов и рапса стабильно накапливаются бактерии псевдомонады. Наблюдения позволили сделать вывод, что такая реакция свойственна разным видам растения. Этими микроорганизмами также обработали сою. Все культуры, обработанные бактериями рода Pseudomonas, сформировали мощные корни, показали хороший рост и высокую урожайность даже на засоленных почвах.
Необычный механизм защиты
По словам ученых, почвенные бактерии почти не изменили содержание натрия в изучаемых культурах — это стало неожиданным открытием. Микроорганизмы запустили другой защитный механизм. Под их воздействием растения стали вырабатывать больше лигнина — вещества, которое укрепляет их ткани, повышает прочность корней, устойчивость к негативным факторам.
Исследователи также нашли гены, ответственные за усиленную выработку этого соединения. При его искусственном повышении культуры лучше переносили засоленную почву. При этом неспособные вырабатывать лигнин растения хуже развивались в аналогичных условиях даже при наличии полезных бактерий вокруг корней.
Авторы исследования считают, что их открытие позволит создать биопрепараты на основе псевдомонад для выращивания культур на засоленном грунте без большого количества химикатов и поддержания урожайности.
Ранее Наука Mail рассказывала, что генетики хотят модифицировать рис для его защиты от жары.
