Почвенные микробы помогают растениям бороться с болезнями и стрессом

Как и микробиом кишечника человека, микробиом растений вызывает слабый иммунный ответ в растении-хозяине. Исследование, представленное на ежегодном собрании Американского общества микробиологии, показало, что у растений, выращенных без микробов, но затем подвергшихся воздействию патогена Pseudomonas syringae (вызывающего пятнистость томатов), заболевание развивалось значительно слабее, если у растения был микробиом.

Растения постоянно активно ощущают и реагируют на специфические молекулы микробов. Цель исследования — раскрыть сложность растительного микробиома, чтобы понять его функции и пользу для здоровья растений. Целенаправленная корректировка микробиома растения может привести к созданию сообществ микробов, которые надежно повышают урожайность и защищают от болезней.

Для изучения функций микробиома исследователи использовали свободные от микробов семена, стерильные сосуды для выращивания и специальные горшки с нижним поливом (FlowPots), чтобы вырастить полностью стерильные растения в стерильной почвенной смеси. В FlowPots вносили разнообразные микробные сообщества из различных почв Северной Америки. Оказалось, что, подобно микробам в нашем кишечнике, растительный микробиом вызывает слабый иммунный ответ в растении-хозяине.

С ростом мирового населения и спроса на энергию важность надежного и высокоурожайного сельского хозяйства становится первостепенной. Потери из-за болезней и засухи будут усугубляться, а маргинальные земли потребуется рассматривать в качестве пахотных.

Почва — это невероятный резервуар микробного разнообразия. Один грамм содержит тысячи видов, способных колонизировать растения, многие из которых оказывают благотворное влияние. Хотя известно, что некоторые почвенные бактерии и грибы способствуют здоровью растений в контролируемых условиях, реакция сельскохозяйственных культур на отдельных микробов исторически была непредсказуемой и зависящей от местоположения. Естественное сложное сообщество микробов, связанных с растениями, или растительный микробиом, в конечном итоге оказывается решающим.

В этой области предстоит еще много исследований. Остаются неисследованными вопросы: как растения привлекают определенных микробов? Какие микробы работают вместе, чтобы помочь растению? Какими характеристиками должен обладать микроб, чтобы проникнуть и сохраниться в микробиоме? Неиспользованный потенциал микробиоты растений предвещает яркое и захватывающее будущее, полное открытий для микробиологии, медицины и сельского хозяйства.