Бактерия в семенах риса защищает растения от патогенов

Исследователи из Института экологической биотехнологии продемонстрировали, как специфическая бактерия внутри семян риса эффективно и экологично подавляет опасные патогены растений.

Рис — основной продукт питания для половины населения мира. Изменение климата усугубляет проблемы его выращивания, а потери урожая от патогенов ухудшают ситуацию. Традиционное земледелие борется с этим пестицидами, а селекция устойчивых растений пока имеет ограниченный успех.

Бактерия обеспечивает устойчивость к патогену

Международная исследовательская группа, включая Институт экологической биотехнологии Технологического университета Граца, изучала микробиом семян риса. Учёные обнаружили бактерию внутри семени, которая может обеспечить полную устойчивость к определённому патогену и естественным образом передаётся от одного поколения растений к другому. Результаты опубликованы в Nature Plants.

Микробиом риса

При наблюдении за выращиванием риса в китайской провинции Чжэцзян было замечено, что один генотип растений (культивар Zhongzao 39) иногда проявляет устойчивость к патогену Burkholderia plantarii. Этот патоген вызывает потери урожая и производит биотоксин, способный повреждать органы и вызывать опухоли у людей и животных.

Решающий фактор — бактериальный состав

Учёные выяснили, что устойчивые растения имеют иной бактериальный состав внутри семян, чем восприимчивые. В устойчивых семенах значительно чаще встречался бактериальный род Sphingomonas. Исследователи выделили из семян бактерию Sphingomonas melonis как агента, ответственного за устойчивость.

Эта бактерия производит органическую кислоту (антраниловую кислоту), которая подавляет патоген Burkholderia plantarii и обезвреживает его. Это работает даже когда выделенная Sphingomonas melonis применяется к неустойчивым растениям риса, автоматически делая их резистентными.

Кроме того, бактерия закрепляется в определённых генотипах риса и затем естественным образом передаётся следующим поколениям растений. Это открытие создаёт новую основу для разработки биологических средств защиты растений и снижения вредных биотоксинов.