Влияние растения, стратегии управления и свойств спор на состав микробиома
Новое исследование, опубликованное в Phytobiomes Journal, изучило три ключевых фактора, влияющих на формирование микробиома растений: вид растения (генетика хозяина), тип органа (ткани) и стратегия управления агросистемой.
Дизайн исследования
Учёные во главе с доктором Фрэнсис Трейл наблюдали трёхлетний севооборот (кукуруза, пшеница, соя) на одном поле. Было исследовано 24 участка с 4 разными стратегиями управления (по 6 участков на стратегию): традиционная вспашка, no-till (без вспашки), с сокращением химикатов и органическая.
Ключевые выводы
Главный фактор — растение-хозяин. Ведущий автор работы доктор Кристи Ганец отметила: «Влияние практик управления оказалось не таким сильным, как я ожидала. Похоже, генетика хозяина и расположение [органа] на растении являются более важными показателями состава сообщества».
Стадия роста и тип ткани формируют уникальные микробные сообщества, особенно среди бактерий.
Разные пути для бактерий и грибов:
- Бактерии: Почва — основной резервуар. Профили бактерий наиболее разнообразны и многочисленны в почве. Надземные органы (стебель, лист) менее разнообразны, и многих их обитателей можно проследить до почвы.
- Грибы: Корни и почва не являются основным источником грибов, связанных с растением. Альфа-разнообразие грибных сообщений не снижается от подземных к надземным тканям. Важную роль играет перенос спор ветром, насекомыми и человеком.
Уникальное открытие: роль свойств спор
Исследование впервые показало, что форма, размер и другие фенотипические признаки спор влияют на грибное сообщество растения-хозяина. Конкретные признаки спор могут определять заселение грибами определённой ниши (стебель, лист, корни) внутри растения.
«Когда я поняла, что могу связать признаки спор с данными микробиома, я была очень взволнована, потому что это добавляет важную информацию о том, как формируются грибные микробиомы, а также бактериальные», — прокомментировала доктор Трейл.
Перспективы
Это знание открывает новые направления для устойчивого сельского хозяйства. Понимание механизмов сборки микробиома, включая роль свойств спор, может помочь в разработке продуктов для повышения урожайности и устойчивости культур.