Исследователи швейцарской научной организации Agroscope поставили эксперимент, в котором гречихе пришлось общаться с щирицей запрокинутой, распространенным сорняком, и это привело к новым идеям для биогербицидов.
Растения выделяют корневые экссудаты – соединения, которые влияют на рост их соседей – в почву. Понимание этого механизма позволяет разрабатывать новые подходы к биологической борьбе с сорняками.
Корни растений способны адаптироваться к изменяющимся условиям окружающей среды. В частности, они могут выделять в почву соединения, которые влияют на рост соседних растений. Понимание этих механизмов и включение их в биологическую борьбу с сорняками на полях представляет собой многообещающий подход к сокращению использования ресурсов, в частности гербицидов, и минимизации обработки почвы.
Взаимодействие между растениями в почве по-прежнему во многом остается загадкой. Группа ученых из Agroscope теперь изучила эти взаимодействия в рамках исследования гречихи.
Команда исследовала, как гречиха воспринимает соседей через свои корни, а также состав корневых выделений, которые она выделяет в почву. Они также стремились определить, является ли состав этих выделений специфичным для тестируемого вида или представляет собой общую реакцию на присутствие соседних растений, а также оценить воздействие корневых выделений гречихи на щирицы запрокинутой Amaranthus retroflexus.
Для этого ученые разработали инновационную систему сбора корневых экссудатов: метод анализа сверхвысокоэффективной жидкостной хроматографии в сочетании с масс-спектрометрией высокого разрешения, а также биологический тест, позволяющий наносить корневые экссудаты на щирицу.
Фото: Agroscope.
Исследование показало, что состав корневых выделений гречихи менялся в присутствии соседнего растения, как щирицы, так и другого растения гречихи.
При прямой конкуренции, т. е. когда растения растут рядом друг с другом, наблюдались и характеризовались изменения в росте корней гречихи и сорняка. Более того, даже при отсутствии прямой конкуренции, применяя корневые выделения растения гречихи из урожая только гречихи или гречихи, которая росла в присутствии щирицы, было показано, что на рост корней сорняка влияли только выделения гречихи, которая росла в присутствии щирицы, а не выделения гречихи, которая росла отдельно.
Это говорит о том, что воздействие выделений гречихи на лебеду было вызвано щирицей и что изменения в составе корневых выделений гречихи способствовали изменениям в архитектуре корней, наблюдаемым у сорного растения.
Устанавливая прямую связь между физическим присутствием, химическими сигналами и морфологическими реакциями, эти результаты подчеркивают важность экссудатов в биологической борьбе с сорняками. Они помогают нам понять, как растения изменяют состав своих корневых экссудатов в присутствии соседних растений и как они таким образом влияют на корневые системы друг друга.
Дальнейшие исследования будут направлены на выявление соединений в этих экссудатах, которые отвечают за подавление роста корней сорняков, что поспособствует разработке новых стратегий контроля.
Источник и фото: Agroscope. На фото - экспериментальная конфигурация системы извлечения корневого экссудата гречихи.
Интересна тема? Подпишитесь на наши новости в ДЗЕН | Канал в Telegram | Группа Вконтакте | Дзен.новости.