Конкуренция между полезными бактериями снижает их пользу для растений

Исследователи из Калифорнийского университета в Риверсайде изучили, как конкуренция между штаммами полезных бактерий в почве влияет на их симбиоз с растениями. В качестве модели использовалось растение Acmispon strigosus и восемь совместимых штаммов азотфиксирующих бактерий (ризобий).

Методология и ключевые выводы

• Растения заражали одним штаммом бактерий или парами штаммов.
• Было секвенировано более 1100 клубеньков с растений, инокулированных 28 различными комбинациями штаммов.
• Главный вывод: Конкуренция между штаммами в почве перед заражением растения приводит к меньшему количеству колонизирующих бактерий и, как следствие, к снижению пользы для растения-хозяина.
• Математические модели показали, что растения при коинокуляции получают значительно меньше пользы от симбиоза, чем можно было ожидать при заражении одним штаммом («клональная инфекция»).

Значение для сельского хозяйства

• Проблема конкуренции ризобий — ключевое препятствие для устойчивого земледелия. «Элитные» штаммы бактерий, вносимые в почву, часто вытесняются местными, менее эффективными штаммами.
• Для отбора полезных штаммов недостаточно тестов в стерильных лабораторных условиях. Необходимы также эксперименты на конкурентоспособность против других штаммов.
• Некоторые бактерии могут быть высококонкурентными при заражении растения, но не очень полезными для него, и этот признак может побеждать в природе.

Перспективы

Исследование открывает новые пути для разработки устойчивых сельскохозяйственных практик, направленных на эффективную доставку полезных микробов культурам, что позволит уменьшить зависимость от экологически вредных химических удобрений.

Источник: Исследование «Competitive interference among rhizobia reduces benefits to hosts» опубликовано в журнале Current Biology.