Почвенные микроорганизмы: враги, друзья и помощники

Грибы и  нитчатые микроорганизмы, которых называют оомицетами, несут ответственность за более чем 10% всех потерь урожая. Даже здоровые растения содержат потенциально вредные грибы и оомицеты, но заболевают не все.  Дело в одновременном присутствии широкого спектра различных бактерий, которые регулируют баланс между микроорганизмами в корнях и таким образом обеспечивают выживание растению. Большое исследование на эту тему было опубликовано в 2019 году в журнале Cell группой ученых из Института исследований селекции растений Макса Планка в Кельне (Германия).

 

Опыт: взаимодействие микробиоты в почве и на растениях 

 

Почва содержит огромное разнообразие микробных организмов, таких как бактерии, грибы и оомицеты. Известно, что эти микробы вступают в сложные взаимодействия друг с другом, и небольшое множество, которое называется «корневой микробиотой», способно колонизировать корни здоровых растений. Сложная врожденная иммунная система защищает растения от многих вредных микробов, но остается неясным: достаточно ли одного этого механизма для полной защиты растений в природе? До сих пор немного известно о взаимодействии между членами микробиоты и их влиянии на здоровье растения.

 

Исследовательская группа ответила на эти вопросы, составив реестр различных микроорганизмов, связанных с корнями и окружающей почвой здорового модельного растения Резуховидки Таля (Arabidopsis thaliana, семейства капустных) из разных географических мест. Оказалось, что связанные с корнями грибные и оомицетные сообщества сильно различаются, а бактериальные сообщества – напротив, они имеют более сходную структуру, что указывает на важные функции для этих корневых бактерий. Кроме того, авторы обнаружили потенциальные признаки взаимного исключения бактерий и нитчатых микробов в корнях, что предполагает конкуренцию за доступ к корневой нише.

 

Чтобы лучше изучить конкуренцию в корнях растений, исследователи создали чистую культуру связанных с корнями резуховидки отдельных бактерий, грибов и оомицетов. Затем, используя метод реконструкции, вводили различные комбинации бактерий, грибов и оомицетов в растения, не содержащие микробов, чтобы проверить влияние этих различных групп на здоровье растений.

 

Результаты опыта по изучению микробного сообщества почвы

 

В результате ученым стало понятно, что выживание растений в присутствии грибов и оомицетов полностью зависит от одновременного присутствия бактерий. Эти бактерии способствуют здоровью растений, ограничивая рост грибов и оомицетов в корнях. Более того, нескольких отдельных бактерий было достаточно для защитной активности.

 

«Мы продемонстрировали, что одной иммунной системы растений недостаточно для защиты от грибов и оомицетов и что бактерии, связанные с корнями, обеспечивают расширенную иммунную функцию, которая необходима для выживания растений в природе», – рассказал руководитель исследования, доктор Стефан Хаггард. 

 

Выводы авторов могут способствовать рациональному проектированию пробиотических бактерий или бактериальных сообществ, которые гарантируют здоровье сельскохозяйственных культур. В настоящее время группа ученых исследует, какие гены участвуют в этой защитной функции бактерий. 

 

Потенциал микробиологии в сельском хозяйстве

 

Детальное изучение микроорганизмов, которые живут внутри, на поверхности и вокруг растений, становится важным направлением исследований во многих странах. По данным Американской академии микробиологии, в течение следующих 20 лет применение решений в области микробиологии для обеспечения здоровья растений может повысить производительность сельского хозяйства на 20%, при этом станет возможным сократить использование пестицидов и удобрений.

 

Параллельно ведутся исследования, создаются новые микробные препараты. Ограничение применения пестицидов, рост сегмента органических продуктов, экологические требования являются основными факторами, способствующими росту этого рынка во всем мире. Сам рынок микробиологических препаратов уже давно сегментирован на препараты, полученные посредством использования бактерий, грибов, вирусов и простейших организмов. По оценкам экспертов, этот рынок будет стремительно расти на рынке сельскохозяйственных микробиологических препаратов в течение следующих десяти лет.

 

У распространения микробиологических препаратов есть факторы, сдерживающие дальнейший рост. Например, более короткий срок хранения и меньшая устойчивость к осадкам. Микробиологические субстраты имеют срок хранения от 6 до 24 месяцев, в химические пестициды могут храниться 2-4 года.

 

Тем не менее, ерспективы у микробных препаратов великолепные. Большинство крупных игроков рынка химических средств защиты растений сегодня активно инвестируют в исследование и производство микробиологических препаратов.

 

Читайте также:

 

• Закупорка зоба у кур: как вылечить птицу
• Новые законы февраля: маркировка консервов, налоговый вычет для рыбаков и учет лошадей
• Беременным свиноматкам голодать нельзя
• Холодное лакомство из России: в какие страны экспортируют российское мороженое
• Гнусная история: что такое гнус и как спасти от него коров
• Сельский туризм-2024: больше туристов и господдержки

 

Заходите на фермерский маркетплейс «Свое фермерство», здесь вы сможете найти корову для вашей фермы или качественные и свежие продукты из молока.