Обработка семян сельскохозяйственных культур микробом, полученным из корней пустынных растений, является действенным инструментом повышения устойчивости сельскохозяйственных культур к засухе, считают исследователи.
Команда ученых в проекте Научно-технологического университета имени короля Абдаллы (KAUST), Саудовская Аравия, доказала, что выращивание арабидопсиса и люцерны с микробом, взятым из корней обычного пустынного растения, позволяет опытным культурам процветать в условиях засухи.
«Смягчение последствий засухи для сельскохозяйственных культур является неотложной задачей для тех из нас, кто работает в области сельскохозяйственных биотехнологий», — говорит Гериберт Хирт из KAUST, который работал над проектом вместе с коллегами из Германии и Саудовской Аравии, включая Хайрию Алвутайд, доцента Университета принцессы Нуры бинт Абдул-Рахман.
«Инициатива DARWIN21 была запущена 10 лет назад в KAUST для выделения и анализа пустынных микробов. Мы надеемся, что они смогут передать культурным растениям те же черты, что и растениям пустыни, сделав их устойчивыми к жаре, соли и/или засухе. Это может внести значительный вклад в глобальную продовольственную безопасность», - сказал Хирт.
В рамках программы DARWIN21 Хирт и его команда уже выделили более 10 000 штаммов пустынных микробов из пустынных почв и корней пустынных растений. Они проверили сотни этих штаммов, проращивая растения арабидопсиса с каждым отдельным штаммом в поисках тех, которые значительно повышают устойчивость растения к засухе.
Для этого конкретного исследования, опубликованного в отчетах EMBO и направленного на изучение молекулярных механизмов, лежащих в основе повышенной устойчивости к засухе, исследователи выбрали штамм бактерии Pseudomonas argentinensis под названием SA190. SA190 происходит из корневых клубеньков индигоферы красильной (Indigofera argentea), небольшого бобового кустовидного растения, произрастающего в пустынях и сухих кустарниках от Сахары до Индии.
«Поскольку мы так много знаем об арабидопсисе - это генетическая модель в биологии растений, то смогли проанализировать точные молекулярные механизмы и изменения, которые SA190 вызывает в растении в ответ на засуху. Мы обнаружили, что SA190 изменяет эпигенетический статус важных генов стресса от засухи. Эти гены не экспрессируются в хороших условиях выращивания, а запускаются исключительно тогда, когда растения подвергаются засухе. SA190 активировал эти гены только тогда, когда это было необходимо, а это означает, что урожайность не пострадала, что может быть неприятным побочным эффектом некоторых усилий по смягчению последствий засухи. SA190 активно изменил архитектуру корня растения и тем самым повысил эффективность использования воды растением», - рассказывает Алвутайд.
Затем команда обработала люцерну SA190, и эти растения продемонстрировали значительно повышенную устойчивость к засухе по сравнению с контрольными растениями.
«SA190 можно легко производить в больших количествах в ферментерах, а семена сельскохозяйственных культур нужно только покрыть микробами. После того как семена рассеиваются на поле, SA190 напрямую связывается с всходами сельскохозяйственных культур, тем самым избегая конкуренции с другими почвенными микроорганизмами. Это потенциально очень мощный инструмент, помогающий растениям противостоять засухе», - заключил Хирт.
(Источник: King Abdullah University of Science and Technology).
Интересна тема? Подпишитесь на наши новости в ДЗЕН | Канал в Telegram | Группа Вконтакте | Дзен.новости.