Удобрения меняют генетику азотфиксирующих бактерий в корнях бобовых

Исследователи из Университета Иллинойса и Университета штата Мичиган определили конкретную область генома бактерий-ризобий в корнях растений, которая изменяется под воздействием азотных удобрений.

Исследование, опубликованное в журнале Proceedings of the Royal Society B, углубляет понимание работы прошлого года, показавшей, что ризобии — симбиотические бактерии, особенно полезные для бобовых (клевер, фасоль, горох, соя, чечевица) — становятся менее полезными для растений при воздействии азотных удобрений.

Ключевые выводы:

• Это один из первых случаев, когда на генетическом уровне обнаружена основа эволюционного изменения мутуализма — взаимовыгодных отношений между ризобиями и растениями, развивавшихся миллионы лет.
• Учёные провели полное секвенирование генома бактерий из контрольной группы и группы, обработанной азотными удобрениями.
• Различия были обнаружены в области симбиотической плазмиды — участке внехромосомной ДНК ризобий, который позволяет им быть полезными для растений. Именно здесь находится ген, ответственный за "фиксацию" атмосферного азота в аммоний, пригодный для растения.
• В этой области генома наблюдается дифференциация, указывающая, что воздействие удобрений сделало ризобии менее полезными. В остальной части генома различий нет.

Контекст и значение:

Исследование проводилось на базе долгосрочной экологической исследовательской станции W.K. Kellogg в Мичигане, созданной Национальным научным фондом (NSF) в том числе для изучения воздействия азотных удобрений.

Как отмечают авторы, открытие имеет значение для поиска устойчивых решений в сельском хозяйстве, поскольку промышленная фиксация азота — крайне энергоёмкий процесс, а ризобии способны делать это самостоятельно.