Как пробиотики усиливают иммунитет растений
Исследователи из Университета Делавэра обнаружили, что полезные бактерии помогают растениям «захлопывать дверь» перед патогенами.
Научная группа под руководством Харша Байса, доцента кафедры растениеводства и почвоведения, выяснила, что когда патогены пытаются проникнуть в растение через устьица (крошечные поры в листьях), на помощь приходит неожиданный союзник. Почвенные бактерии у корней растения подают сигнал устьицам закрыться, предотвращая заражение.
Этот защитный механизм был изучен во взаимодействии почвенной бактерии Bacillus subtilis и модельного растения Arabidopsis thaliana. Исследование подчеркивает важность корневых процессов в защите растений и потенциал естественного усиления иммунитета растений с помощью пробиотиков.
- Миллионы устьиц, состоящих из микроскопических пор, окруженных замыкающими клетками, покрывают надземные части растений. Через них происходит газообмен и транспирация.
- Патогены также могут проникать через эти устьица. Однако команда Байса подтвердила, что это вторжение останавливается, когда в почве присутствует полезная бактерия Bacillus subtilis.
- Результаты основаны на тестах примерно 3000 растений Arabidopsis, инокулированных листовым патогеном Pseudomonas syringae pathovar tomato DC3000 (PstDC3000) в течение года.
- При атаке патогена растение «призывает на помощь» Bacillus subtilis и способствует её размножению. Бактерии связываются с корнями и активируют сигнальные пути абсцизовой и салициловой кислот, чтобы закрыть устьица.
- Абсцизовая и салициловая кислоты — важные гормоны, участвующие в защите растений. Например, абсцизовая кислота вызывает закрытие устьиц при засухе.
- Данные показали, что из различных ассоциированных с корнями почвенных бактерий только виды Bacillus были эффективны в закрытии устьиц и на продолжительный период.
«Мы знаем только 1–5% того, на что способна эта бактерия Bacillus subtilis, но потенциал захватывающий», — отмечает Байс. Использование таких ризобактерий для повышения устойчивости растений к болезням и засухе может стать очень перспективным направлением.