Под поверхностью: что мы знаем о почвенных протистах
Растения эволюционировали в мире, где доминируют прокариотические и эукариотические микробы. Под поверхностью корни растений взаимодействуют с микробами в почве — так называемым ризосферным микробиомом.
Хотя бактерии и грибы в ризосфере (слое почвы, ближайшем к корням) хорошо изучены, другие компоненты, включая вирусы и протистов, известны меньше. Протист — это любой эукариотический организм (организм, клетки которого содержат ядро), не являющийся животным, растением или грибом. Большинство протистов одноклеточные, и многие в почве являются хищниками (т.е. питаются бактериями, грибами, водорослями) или паразитами.
Чтобы лучше понять, в какой степени биологические и факторы окружающей среды формируют сообщества протистов, исследователь из Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса (LLNL) и коллеги проанализировали сообщества протистов, связанные с ризосферой и окружающей почвой растений проса прутьевидного на разных стадиях развития. Просо прутьевидное — это луговая трава, произрастающая в США, которая имеет отличный потенциал в качестве сырья для биоэнергетики и представляет значительный интерес для Министерства энергетики США (DOE). Команда обнаружила, что разнообразие протистов было ниже в ризосфере, чем в основной массе почвы, и что состав сообществ протистов меняется на разных фенологических стадиях растения. Исследование опубликовано в журнале Microbiome.
Несмотря на их широкое распространение и экологическую важность, протисты остаются одним из наименее изученных компонентов почвенного и ризосферного микробиома. Знания о роли протистов в стимулировании разложения органического вещества и формировании динамики микробиома продолжают расти, но до сих пор неясно, какие биологические и экологические факторы опосредуют сборку и динамику сообществ протистов.
«Исследования, направленные на понимание механизмов укоренения растений в почве, должны рассматривать протистов как ключевую часть микробиома растения», — сказал ведущий автор Хавьер Сеха Наварро из Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли (LBNL). — «Включение протистов в исследования наземной экологии закрывает пробелы в знаниях о сложности почвенного микробиома и трофических взаимодействиях микробов».
В новом исследовании команда показала, что, хотя типы обильных протистов менялись в течение стадий роста растения, некоторые фитопатогенные протисты и всеядные протисты вновь появлялись на многих стадиях развития, а сети совместной встречаемости протистов были более сложными в ризосфере, чем в основной массе почвы.
«Результаты демонстрируют, что, как и их бактериальная добыча, протисты реагируют на изменения в окружающей среде вокруг корней растений», — сказала учёный LLNL Дженнифер Петт-Ридж, соавтор статьи. — «Протисты играют ключевую роль в мобилизации углерода и почвенных питательных веществ, поедая бактерии, которых много в ризосфере. Улучшение нашего понимания закономерностей в сообществах протистов, связанных с ризосферой, поможет пролить свет на экосистему корень-микроб-почва».
Петт-Ридж возглавляет в LLNL Научную фокусную область DOE, изучающую почвенный микробиом, метко названную «Микробы сохраняются», потому что команда интересуется тем, как микробы влияют на то, сколько углерода задерживается в почве.