Микробы растений могут стать ключом к прорыву в сельском хозяйстве

Более разумное использование микробов, живущих в сельскохозяйственных культурах и вокруг них, может в ближайшем будущем принести огромную пользу фермерам, считает микробиолог из Университета штата Айова.

Гвин Битти, профессор фитопатологии, заявила, что более пристальное внимание к миллиардам микроскопических организмов, которые колонизируют растения и часто состоят с ними в симбиотических отношениях, может значительно повысить урожайность и снизить потребность в дорогих удобрениях и пестицидах.

Битти входила в состав рабочей группы из 21 эксперта, организованной Американской академией микробиологии, для разработки рекомендаций о том, как достижения в микробиологии можно использовать для улучшения сельского хозяйства. Рекомендации, опубликованные на прошлой неделе, ставят цель увеличить урожайность на 20% в течение следующих 20 лет, одновременно сократив использование пестицидов и удобрений на 20%.

Достижение этих целей резко сократит затраты фермеров и принесет ряд экологических преимуществ.

Раньше такая амбициозная цель казалась нереалистичной из-за колоссальной сложности изучения бесчисленных микробов, взаимодействующих с культурами. Однако новые технологии генетического секвенирования делают эти задачи реалистичными.

"Подобные изменения в прошлом получали лишь формальную поддержку, но из-за сложности их часто отвергали. Существуют миллиарды различных микробов, и у нас не было инструментов, чтобы отличить один от другого. Теперь мы можем профилировать их с помощью секвенирования", — пояснила Битти.

Большинство рассматриваемых микробов — это грибы, вирусы или бактерии. Когда культуры оптимизированы с помощью правильной генетики и заселены правильными микробами, оба организма могут процветать.

Например, микориза — это гриб, способный образовывать ассоциацию с подавляющим большинством наземных растений. Эта симбиотическая связь помогает расширить поглощающую способность корневой системы растения до 90%, позволяя растению получать воду и питательные вещества из более глубоких слоев почвы. Эта ассоциация также помогает активировать гены и физиологические изменения в растении, повышающие его устойчивость к засухе. Другие микробы могут повысить устойчивость растения к вредителям.

"В долгосрочной перспективе мы можем более эффективно использовать наши ресурсы и защищать окружающую среду, одновременно повышая урожайность. Мы уже на пути к этому", — заключила Битти.