Умные почвенные бактерии предлагают фермерам экологичный способ борьбы с болезнями сельхозкультур

Инновационный метод борьбы с рядом вредоносных болезней сельскохозяйственных культур с использованием местных полезных почвенных бактерий стал результатом сотрудничества науки и промышленности.

Исследователи из Центра Джона Иннеса выделили и протестировали сотни штаммов бактерий Pseudomonas из почвы коммерческого картофельного поля, а затем секвенировали геномы 69 из этих штаммов.

Сравнив геномы штаммов, подавляющих активность патогенов, с теми, которые этого не делали, команда смогла идентифицировать ключевой механизм у некоторых штаммов, защищающий картофель от вредных болезнетворных бактерий.

С помощью комбинации химии, генетики и экспериментов по заражению растений было показано, что выработка небольших молекул, называемых циклическими липопептидами, важна для контроля парши картофеля — бактериального заболевания, наносящего большой урон урожаю.

Эти малые молекулы оказывают антибактериальное действие на патогенные бактерии, вызывающие паршу, а также помогают защитным Pseudomonas перемещаться и колонизировать корни растений.

Эксперименты также показали, что орошение вызывает существенные изменения в генетически разнообразной популяции Pseudomonas в почве.

Подход, описанный в исследовании, должен быть применим к широкому спектру болезней растений, поскольку он основан на понимании механизмов действия, важных для агентов биоконтроля.

Исследование, опубликованное в eLife, предлагает метод, с помощью которого ученые могут проанализировать микробиом практически любого поля, учитывая различные почвенные, агрономические и экологические условия.

Используя достижения в области высокоскоростного генетического секвенирования, метод позволяет просеивать почвенный микробиом в поисках терапевтических бактерий и определять, какие молекулы вырабатываются для подавления патогенных бактерий.

Следующим шагом для нового подхода станет возвращение полезных бактерий на то же поле в большем количестве или в виде коктейлей из смешанных штаммов в качестве средства для усиления почвенного микробиома.

Потенциальные методы применения усилителей микробиома включают нанесение бактериальных коктейлей в виде покрытия семян, спрея или через капельное орошение.

В будущем для защиты урожая будет использоваться не молекула, произведенная бактериями, а сам штамм Pseudomonas. Это более устойчивый путь — эти бактерии колонизируют почву, где растет картофель, и обеспечивают защиту урожая.