Растения, используя солнечный свет, воду и углекислый газ, производят питательные вещества, такие как глюкоза, которые служат им источником энергии и попадают в корни. Часть этих веществ обогащает почву, питая микроорганизмы.
В почве микроорганизмы часто испытывают недостаток питательных веществ. Однако вблизи корней растений, в так называемой ризосфере, они получают от растений органические вещества. Эти микроорганизмы, в свою очередь, помогают растениям, снабжая их полезными элементами, защищая от вредителей и болезней, а также помогая переносить засуху.
Ученые из Боннского университета и Исследовательского центра Юлиха выяснили, как растения влияют на состав микроорганизмов вокруг своих корней.
На примере кукурузы было показано, что разные части корня привлекают разные группы микроорганизмов из-за неравномерного распределения выделяемых растениями углеводов. Это создает разнообразные микробные сообщества по всей корневой системе.
Взгляд внутрь корня
Для изучения внутренней структуры корней кукурузы и процессов в них были использованы медицинские методы визуализации: МРТ и ПЭТ.
МРТ позволила детально рассмотреть корни в почве, а ПЭТ с радиоактивным углеродом отследила движение сахаров.
Комбинация этих методов впервые позволила увидеть, как сахара распределяются по корню, не причиняя вреда растению. Это помогло определить, какие именно участки корня и какие типы микроорганизмов взаимодействуют.
Значение для науки и сельского хозяйства
Понимание этих процессов в долгосрочной перспективе позволит более эффективно использовать микроорганизмы для улучшения роста и защиты растений, делая их более устойчивыми к стрессам. Это особенно важно для сельского хозяйства, где биологические препараты показывают нестабильные результаты. Более точное знание о распределении сахаров и взаимодействии микробов сделает биологические методы защиты более надежными и эффективными.
Во Всероссийском центре карантина растений (ФГБУ «ВНИИКР» Россельхознадзора) проводят исследования по поиску и оценке различных микроорганизмов в качестве агентов биологической борьбы. Ряд грибов и бактерий оказывают негативное воздействие на рост и развитие карантинных вредных организмов, что может лечь в основу создания новых биопрепаратов.
Источник: Sina R. Schultes et al, Photosynthate distribution determines spatial patterns in the rhizosphere microbiota of the maize root system, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-62550-y