Пробиотики для растений: полезные бактерии стимулируют рост и снижают потребность в удобрениях

Исследования показывают, что растения, как и люди, могут получать пользу от полезных микробов — эндофитов. Это бактерии и грибы, живущие внутри растительных тканей.

Открытие и перенос эндофитов

Шэрон Доути из Вашингтонского университета одной из первой обнаружила азотфиксирующие бактерии не в корневых клубеньках (как у бобовых), а непосредственно в тканях растений — в листьях, стеблях и корнях. Её команда выделила эндофиты из тополей и ив, растущих в скудных условиях.

Эти эндофиты были успешно перенесены на растения риса. Результат: более крупные и высокие растения с развитой корневой системой, даже в условиях ограниченного азота в теплице.

Механизм пользы и потенциал

По словам Доути, растения используют микробы для быстрой адаптации к изменениям среды (жара, засуха, токсины, нехватка питательных веществ), так как микробы эволюционируют гораздо быстрее из-за короткого жизненного цикла.

Ключевое экологическое преимущество: бактерии, фиксируя азот для растения, позволяют значительно сократить использование химических удобрений. Это уменьшает вредный сток в экосистемы и выбросы парниковых газов.

Преимущество не ограничивается рисом. Эндофиты тополя и ивы стимулировали рост кукурузы, томатов, перца, тыквы, трав и хвойных деревьев. Это говорит о древней и универсальной системе коммуникации между растением и микробом.

Текущие исследования и будущее

Доути изучает внутреннее взаимодействие эндофитов с растением. Многие эндофиты производят фитогормоны, стимулирующие рост корней, что также влияет на взаимодействие с почвой.

Исследование, финансируемое Министерством сельского хозяйства США (грант NIFA # 2012-00931) и опубликованное в Crop Science, открывает путь к практическому применению. Лаборатория сотрудничает с агрокомпанией для масштабирования технологии, например, через обработку семян или опрыскивание.