Одомашнивание растений влияет на их микробиом

Новое исследование под руководством Оксфордского университета показывает, что одомашнивание человеком сельскохозяйственных культур может изменять сообщества микроорганизмов, связанных с растениями. Интересно, что независимые события одомашнивания оказывали схожее воздействие на микробиом растений. Результаты опубликованы в журнале Current Biology.

Ведущий исследователь доктор Риккардо Солдан отметил, что одомашненные растения, независимо от места и способа одомашнивания, имеют микробные сообщества, отличающие их от диких сородичей. Это знание важно для потенциального управления этими сообществами с целью положительного воздействия на растение-хозяин.

Поскольку микроорганизмы могут оказывать множество полезных эффектов (усиление роста, устойчивости к стрессам, засухе или болезням), эти выводы могут помочь в разработке микробных подходов для повышения урожайности и продовольственной безопасности.

В исследовании проанализировали микробные сообщества двух видов бобов, независимо одомашненных несколько раз в Мезоамерике и Южной Америке: Phaseolus vulgaris (фасоль обыкновенная) и Phaseolus lunatus (лимская фасоль). Это дало серию реплик для события, длившегося тысячи лет.

Учёные сосредоточились на микробах, связанных с семенами, так как в семенных культурах семена претерпели значительные изменения при одомашнивании (например, увеличение размера и изменение минерального состава).

С помощью статистических методов и машинного обучения обнаружены значимые различия в составе микробных сообществ семян диких и одомашненных растений. Эти изменения коррелировали с изменениями минерального состава семян при множественных событиях одомашнивания. В частности, снижение концентрации кальция в семенах одомашненной P. vulgaris (возможно, связанное с отбором на улучшенные кулинарные свойства) заметно коррелировало с изменениями в составе микробиома.

Как отметила главный исследователь профессор Гейл Престон, сходства в микробных сообществах независимо одомашненных растений частично объясняются схожими признаками самих растений. Отбор на более крупные и качественные семена в разных регионах Америки формировал семенной микробиом сходным образом.

В будущем команда планирует изучить влияние одомашнивания на другие признаки растений и более широкий спектр культур. Ключевой вопрос — можно ли reintroduce в одомашненные культуры полезные признаки диких видов, которые рекрутируют разнообразный и полезный для здоровья микробиом.