Новое исследование: почвенные микробы играют ключевую роль в устойчивости растений к болезням

Учёные обнаружили, что почвенные микробы могут повышать устойчивость растений к агрессивному заболеванию, открывая новые возможности для устойчивого производства продуктов питания.

Бактериальное увядание, вызываемое Ralstonia solanacearum, поражает несколько растений, включая томаты и картофель. Оно наносит огромные экономические потери по всему миру, особенно в Китае, Индонезии и Африке.

Исследователи из Йоркского университета совместно с коллегами из Китая и Нидерландов изучили влияние почвенного микробиома на взаимодействие «растение–патоген». Инфекции в полевых условиях часто носят «пятнистый» характер, не поражая весь урожай, и причина этого была неизвестна.

Доктор Вилле Фриман с кафедры биологии сказал: «Несмотря на то, что мы обнаружили, что патоген присутствует повсюду на полях томатов, он не способен заразить все растения. Мы хотели понять, можно ли объяснить это пространственное различие различиями в бактериальных сообществах почвы».

Чтобы изучить влияние почвенного микробиома на развитие болезни, учёные использовали новую экспериментальную систему, позволяющую проводить повторный отбор проб у отдельных растений неразрушающим методом. Это позволило учёным «вернуться назад во времени» и сравнить микробиомы здоровых и больных растений задолго до появления видимых симптомов болезни.

Этот метод позволил сравнить микроорганизмы, присутствовавшие в почве тех растений, которые оставались здоровыми или были инфицированы. Их анализ показал, что микробиомы выживших растений были связаны с определёнными редкими таксонами, а также с подавляющими патоген бактериями Pseudomonas и Bacillus.

Доктор Фриман добавил: «Мы обнаружили, что повышенная устойчивость к болезням может передаваться следующему поколению растений вместе с трансплантатами почвы, аналогично трансплантации фекальной микробиоты, используемой в медицине.

Наши результаты показывают, что важно сосредоточиться не только на патогене, но и на естественных полезных микроорганизмах, присутствующих в ризосфере. Хотя полезная роль микробов для людей и растений признавалась давно, было трудно отделить причину от следствия и определить важные бактериальные таксоны на основе сравнительных данных».

Команда в настоящее время разрабатывает и тестирует различные микробные инокулянты для растениеводства. Исследование открывает возможность использования бактерий в будущем в качестве «почвенных пробиотиков» для защиты растений от патогенов.