Комбинация почвенных бактерий защищает рис от нескольких угроз одновременно

Исследователи из Университета Делавэра впервые показали, что комбинация полезных почвенных микробов может усилить естественную защиту растений риса, одновременно борясь с отравлением мышьяком и грибковым заболеванием — пирикуляриозом (рисовой пиркуляриозом).

«Коктейль» для здоровья растений

Учёные исследовали эффект «биостакинга» — совместного применения нескольких микроорганизмов для защиты растений от стресса. В работе использовали два ранее идентифицированных штамма бактерий, естественно обитающих в ризосфере:

• Pseudomonas chlororaphis EA105 — запускает системную защиту против гриба Magnaporthe oryzae, возбудителя пирикуляриоза. Этот гриб ежегодно уничтожает количество риса, достаточное для питания около 60 миллионов человек. EA105 ингибирует формирование аппрессориев — структур, с помощью которых гриб пробивает лист растения.
• Штамм EA106 — мобилизует образование железной бляшки (экрана) на корнях риса в присутствии мышьяка, эффективно блокируя поглощение яда. Это также может помочь в борьбе с дефицитом железа в развивающихся странах.

Результаты исследования

В лабораторных условиях на гидропонных растениях риса команда последовательно обрабатывала растения мышьяком, затем бактериями EA105 и EA106, а через семь дней заражала их пирикуляриозом. Анализ генетических ответов показал, что микробный «коктейль» способен усилить защиту растений от обеих угроз.

Было обнаружено, что гриб Magnaporthe oryzae со временем эволюционировал и стал устойчив к мышьяку. Исследователи полагают, что гриб изолирует токсин в вакуоли («надёжном хранилище»), прежде чем он попадёт в зерно.

Практическое применение и значение

Наиболее практичным и экономичным методом применения полезных микробов, по мнению авторов, является обработка семян или микробное покрытие.

Исследование поддерживает естественный, бесхимикатный подход к защите сельскохозяйственных культур. Эта работа особенно актуальна для стран Юго-Восточной Азии, где загрязнение мышьяком почв и воды является масштабной проблемой, а рис — основным пищевым продуктом для более чем половины населения мира.

Работа опубликована в журнале Frontiers in Plant Science.