Бактерии помогают очищать токсичные среды и могут повысить урожайность

Устойчивые к мышьяку бактерии могут значительно улучшить очистку загрязнённых сред и потенциально повысить сельскохозяйственное производство, согласно новому исследованию Университета Флориды.

Бактерии были выделены из загрязнённой мышьяком почвы вокруг папоротника Pteris vittata (китайский бражник), известного своей способностью поглощать мышьяк из окружающей среды.

Этот канцероген загрязняет почвы по всему миру и смертелен для большинства организмов.

Согласно исследованию 2003 года, соавтором которого является профессор почвоведения и водных наук UF Лена Ма, уровни мышьяка выше установленных государством стандартов были зафиксированы в жилых районах Майами и Гейнсвилла.

Новые результаты, опубликованные в текущем номере журнала Bioresource Technology, могут привести к улучшению фиторемедиации — процесса использования растений для удаления загрязнителей окружающей среды. Бактерии можно добавлять в почву вокруг корней папоротника, чтобы увеличить поглощение мышьяка.

В исследовании бактерии расщепляли мышьяк до более легко усваиваемой формы и увеличивали способность папоротника поглощать мышьяк более чем на 900%.

Бактерии также стимулировали рост растения: размер корней увеличился почти на 100%.

"Я действительно не ожидала, что растение будет расти лучше, — сказала Ма, автор исследования. — Но устойчивые к мышьяку бактерии увеличили биомассу растения".

В 2001 году Ма первой сообщила об исключительной способности этого папоротника накапливать мышьяк.

Стремясь ещё больше увеличить поглощение мышьяка растением, Ма, её коллега из Института пищевых и сельскохозяйственных наук UF Бала Ратинасабапати и докторант по почвоведению и водным наукам Пияса Гхош начали изучать бактерии, живущие в почве вокруг растения. Гхош является ведущим автором исследования.

"Мы подумали, что с папоротником могут быть связаны бактерии, которые могли бы быть полезны тем или иным способом", — сказал Ратинасабапати, доцент кафедры садоводческих наук UF.

Исследователи собрали почву рядом с папоротником и из его корневой зоны в разных загрязнённых мышьяком местах Флориды.

После того как учёные выделили бактерии из почвы, они добавили их в среду выращивания папоротника в лаборатории. Бактерии расщепляли мышьяк до более доступной формы, легко поглощаемой папоротником. Помимо увеличения поглощения мышьяка, они также отметили усиление усвоения папоротником питательного вещества фосфора, что привело к лучшему росту.

Ратинасабапати заявил, что необходимы дополнительные исследования, чтобы выяснить, можно ли широко использовать эти бактерии в сельском хозяйстве.

Права на коммерческое использование папоротника принадлежат компании из Манхэттена, штат Канзас.