Фитогормоны служат модераторами отношений между яблоней и микробиомом. При опрыскивании яблони стриголактоном можно привлечь ризосферные микроорганизмы и изменить полезные характеристики листа, сообщают ученые
Яблоки входят в топ самых потребляемых фруктов в мире, поэтому последнее время все чаще поднимается вопрос оптимизации здоровья яблони с использованием фитогормонов.
Фитогормоны регулируют рост, развитие и взаимодействие растений с окружающей средой. Более того, они стимулируют взаимодействие между растениями и окружающими их микроорганизмами. Они оказывают различные физиологические эффекты внутри тканей растений, влияя впоследствии на органы растений. Например, ауксин является первичным предшественником клеточного деления и удлинения. Цитокинин участвует в этих процессах и других реакциях, таких как деление клеток. Другие эффекты ауксина - инициация почек, апикальное доминирование и регуляция других гормонов - были изучены и описаны.
Фитогормоны влияют на листья, стебли, почки и другие органы побегов. В том же направлении стриголактон можно использовать в качестве регулятора роста растений для улучшения здоровья и урожайности яблони.
Стриголактоны (SL) представляют собой карлактоновые соединения, идентифицированные как фитогормоны, которые прямо или косвенно усиливают рост растений. Они улучшают вегетативный рост растений, привлекают ризосферные микроорганизмы и играют ключевую роль во взаимоотношениях между растениями и их ризосферными микроорганизмами.
Как правило, архитектура побегов является основным элементом адаптации, конкуренции и выживания растений. Апикальная площадь, угол листа, длина и ширина – важные факторы в формировании структуры кроны и считаются специфическими архитектурными характеристиками растения.
Площадь листа считается самой важной характеристикой листа, поскольку она регулирует поглощение света и фотосинтез, а также модифицирует выход углерода, такого как углеводы и другие соединения. Эти выходы углерода образуют накопление биомассы в различных частях растения, таких как корни и листья. Угол листа и апикальная площадь листа также продемонстрировали важную роль в поглощении света и фотосинтезе с аналогичными выходными продуктами.
Эти характеристики растений могут поддерживать реакцию на факторы окружающей среды. Например, модификации архитектуры побегов поддерживают растения против стресса засухи, светового стресса, засоления и так далее. Эти физиологические изменения затрагивают все органы растения, особенно плоды.
На архитектурные характеристики, в свою очередь, влияют: питание, реакции гормональных и метаболических соединений и факторы окружающей среды. Например, существует значительная корреляция между содержанием азота (N) в листьях и содержанием хлорофилла (Ch). Это отношение впоследствии влияет на внешний вид или размеры листа, скорость фотосинтеза и многие другие физиологические и морфологические характеристики.
Ризосферный микробиом важен для яблони, поскольку обеспечивает деревья накопленными питательными веществами, что способствует здоровью дерева и высокой урожайности.
Вегетативный рост и здоровье корневой ризосферы тесно связаны. Кроме того, само растение яблони способно изменить свой микробиом ризосферы, чтобы улучшить поглощение питательных веществ. На корни и микробиом ризосферы влияют гормональные изменения в яблоне, при этом корни могут выделять многие химические соединения в качестве вторичных метаболитов, которые привлекают микроорганизмы, реагирующие на биохимические изменения корней.
В результате этих реакций между ризосферными микроорганизмами и корнями поддерживается растение и его ростовые характеристики. Например, стриголактон позволяет растениям изменять рост, чтобы конкурировать с соседними организмами за ограниченные ресурсы. В целом, стригалактоны играют и другие роли в прямом и косвенном улучшении вегетативного роста. Например, они улучшают усвоение питательных веществ, таких как азот и фосфор, повышая уровень хлорофилла и, следовательно, вегетативный рост.
Проще говоря, фитогормоны, включая стригалактоны, являются модераторами отношений между растениями и микробами.
Международная группа исследователей из Китая, Египта и США, поставила опыт по опрыскиванию саженцев яблони стригалактоном и опубликовала результаты в журнале Horticulturae 2023 на портале MDPI.
«В этой статье мы исследовали роль стригалактона в улучшении некоторых характеристик листа подвоя яблони и определили изменения микробиома ризосферы, которые могут усилить рост растений за счет предоставления таких веществ или питательных веществ, как азот. Опыт проводился в теплице, принадлежащей Китайскому сельскохозяйственному университету, на однолетних подвоях яблони М9 (Malus × domestica Borkh). Саженцы обрабатывали различными концентрациями препарата GR24 в качестве синтетического аналога стриголактона. Каждая обработка имела четыре повтора, и каждый повтор включал три саженца. Для точности почву под саженцами закрывали, чтобы замерить эффекты только листовых обработок. Подвои яблони обрабатывали GR24 в различных концентрациях: 0, 1, 5 и 10 мкМ. Исследование показало, что обработка 5 мкМ увеличивала углы листа и стебля и длину листа при одновременном уменьшении апикального диаметра. Обработки 1 и 5 мкМ увеличивали содержание азота в листьях; однако этот эффект не наблюдался при использовании более высокой концентрации 10 мкМ.
Как высокие, так и низкие концентрации оказывали одинаковое влияние на микробиом ризосферы и снабжение саженцев азотом. Это свидетельство, что стриголактон действительно способствует привлечению бактерий для азотного питания. Были различия в обилии, богатстве и разнообразии различных ризосфер. Ризосфера растений, обработанных самой низкой концентрацией (1 мкМ), отличалась от контроля относительно более высокой концентрацией (10 мкМ).
Было замечено, что растения, обработанные раствором 1 мкМ, привлекали больше микробов из типов Actinobacteria и Proteobacteria. Основными классами были Alphaproteobacteria, Gammaproteobacteria и Actinobacteria соответственно. Кроме того, концентрация 1 мкМ показала заметное увеличение относительной численности отрядов Rhizobiales, Gemmatimonadales, Sphingomonadales и Streptomycetales. С другой стороны, растения в группе 10 мкМ показали более высокую относительную численность в разных отрядах, включая неидентифицированные, Nitrosomonadales, Cytophagales, Bacteroidales и Solibacterales».
По статье группы авторов Сабри Солиман, Йи Ван, Чжэньхай Хань и Ашраф Эль-Кериами, опубликованной на портале www.mdpi.com.
Интересна тема? Подпишитесь на наши новости в ДЗЕН | Канал в Telegram | Группа Вконтакте | Дзен.новости.
