Как растения используют микробов для получения питательных веществ
Исследователи под руководством учёных из Университета Рутгерса обнаружили, как растения используют почвенные микроорганизмы для получения питательных веществ. Этот процесс, названный «ризофагическим циклом» (от «ризофагия» — поедание корней), может быть использован для повышения урожайности, борьбы с сорняками и сокращения использования загрязняющих удобрений и гербицидов.
В рамках ризофагического цикла бактерии и грибы циклически переходят из свободноживущей фазы в почве в фазу, зависимую от растения, внутри клеток корней. Микробы получают питательные вещества (азот и минералы) из почвы, а затем растения извлекают эти питательные вещества из микробов внутри своих корневых клеток.
Ключевые моменты открытия:
Универсальность: Цикл, вероятно, происходит у всех растений и может быть важным способом получения ими питательных веществ.
Активное культивирование: Растения активно «выращивают» микробов вокруг кончиков корней, выделяя сахара, белки и витамины.
Механизм цикла:
- Микробы проникают в клетки кончиков корней.
- Внутри клеток они теряют клеточные стенки и подвергаются воздействию активных форм кислорода (супероксида), который разрушает часть микробных клеток, высвобождая питательные вещества.
- Выжившие микробы стимулируют образование корневых волосков.
- Микробы покидают растение через кончики этих волосков, восстанавливают свои клеточные стенки и возвращаются в почву, где снова накапливают питательные вещества, чтобы цикл повторился.
Практический потенциал: Понимание этого процесса может позволить выращивать растения с минимальным количеством удобрений и без гербицидов, манипулируя микробами для стимуляции роста желаемых культур и подавления сорняков.
Исследование, начавшееся с изучения инвазивного тростника Phragmites australis, опубликовано в журнале Microorganisms.