Последствия возвратных заморозков для томатов хорошо известны – у растений идет задержка цветения, падает урожайность и содержание витамина С и ликопина в плодах. Китайские исследователи обнаружили, что свойства одной почвенной бактерии помогают помидорам восстанавливаться и нормально плодоносить.
Томат - важная овощная культура, широко возделываемая во всем мире, однако, низкие температуры сильно нарушают вегетативный и репродуктивный рост теплолюбивых помидоров. С проблемой возвратных заморозков томатоводы хорошо знакомы. Применение полезных микроорганизмов в качестве биологического агента все чаще рассматривается способом оптимизации защиты урожая от различных видов стресса.
Ризобактерии, стимулирующие рост растений (PGPR), представляют собой класс полезных бактерий, которые способствуют фиксации азота, увеличению доступности питательных веществ в ризосфере, развитию корневой системы.
Активность PGPR в ризосфере растений также может способствовать растворению почвенных фосфатов и продукции сидерофоров и фитогормонов. Эти факторы могут способствовать развитию корней растений, а площадь поглощения воды и минеральных питательных веществ увеличивается с увеличением площади поверхности корня.
Что касается стресса, механизмы PGPR включают изменение рН почвы для оптимизации доступности питательных веществ в неблагоприятных условиях, хелатирование токсичных соединений, агрегацию полезных бактерий и выделение веществ, подавляющих патогены.
В настоящее время широко доказано, что PGPR повышает устойчивость растений к засолению, засухе и недостатку питательных веществ. И разрабатываются микробиологические препараты для восстановления культур после переохлаждения.
PGPR включают Pseudomonas, Enterobacter, Bacillus, Variovorax, Klebsiella, Burkholderia, Azospirillum, Serratia и Azotobacter.
Причем из них род Bacillus более характерен для повышения устойчивости растений к холодовому стрессу. Гены, связанные с мембранным транспортом, белками холодового шока, антиоксидантными ферментами и осмотической регуляцией, обильно экспрессируются в PGPR в условиях низкой температуры. Эти метаболические активности активируют различные сигнальные пути через ризосферные контакты, чтобы улучшить реакцию растений на холодовой стресс.
Bacillus methylotrophicus - новый вид Bacillus, выделенный из корневой почвы риса при традиционном выращивании.
Команда китайские исследователей из Колледжа садоводства Северо-Западного университета A&F, Ключевой лаборатория защищенного садоводства МСХ, Научно-исследовательского центра защищенного сельского хозяйства Шэньси протестировала влияние B. methylotrophicus ('VL-10') на холодовой стресс томатов (15 °C/8 °C, 12 ч/12 ч и день/ночь). Нормальные условия для помидоров составляют диапазон (25 °С/18 °С и 12 ч день/12 ч ночь).
Ими установлено, что низкая температура снижает пространственное распределение надземной и подземной частей томатов и спад фотосинтеза листа, задерживается цветение помидоров и падает качество плодов.
Однако при инокуляции субстрата B. methyltrophicus при посеве рассада обрела нативную защиту, инокуляция эффективно снижала реакцию корней на холодовой шок.
После культивирования при нормальной температуре инокулят B. methyltrophicus 'VL-10' смог быстро восстановить рычаги роста и устранить задержку цветения из-за низкой температуры. Анализ показал, что пищевые качества томатов могут быть эффективно улучшены путем инокуляции B. methyltrophicus 'VL-10' независимо от нормального выращивания или низкотемпературного стресса.
Инокуляция 5 × 10 8 КОЕ/г B. methyltrophicus 'VL-10' увеличила скорость роста томатов примерно на 10% и значимо смягчила реакцию шока корневой системы на низкие температуры. Кроме того, повышалась низкотемпературная устойчивость и восстановительная способность томатов в период вегетативного роста, а сроки цветения наступали на 3–9 дней раньше по сравнению с контролем. Инокуляция B. methylotrophicus также снизила содержание нитратного азота в плодах примерно на 27% после низкотемпературного стресса и улучшила качество плодов.
По статье группы авторов (Гуобинь Ли, Тиели Пэн, Фэн Цюй, Цзюньчжэн Ван, Янхао Лонг, Сяохуэй Ху), опубликованной в журнале Agronomy 2023 на портале MDPI.
Автор фото: Дмитрий Лукьянов.
Интересна тема? Подпишитесь на наши новости в ДЗЕН | Канал в Telegram | Группа Вконтакте | Дзен.новости.