Тростник использует микробов для уничтожения местных растений

Исследователи из Университета Делавэра обнаружили новый механизм захвата территории, который использует тростник обыкновенный (Phragmites australis) — одно из самых инвазивных растений в мире.

Инвазивный штамм из Евразии вытесняет своего «местного» собрата, существовавшего в Северной Америке последние 10 000 лет, заставляя его, по иронии, «уничтожить самого себя». Это происходит благодаря комбинации микробной и ферментативной активности в почве.

Исследование междисциплинарной группы под руководством Харша Байса, доцента наук о растениях и почвах, опубликовано в декабрьском номере журнала Plant Physiology и отмечено в одной из редакционных статей журнала.

В предыдущих работах команда Байса установила, что Phragmites использует стратегию аллелопатии — выделения токсичных химических веществ в почву для подавления роста других растений.

В почвенных исследованиях в Институте биотехнологий Делавэра учёные обнаружили, что инвазивный тростник производит повышенные уровни безвредного соединения — предшественника галловой кислоты, известного как галлотанин, по сравнению с местным видом.

Однако когда этот галлотанин (полимерный фенол) атакуется танназой, вырабатываемой ферментативной активностью местных растений и ризосферных микробов, производится и высвобождается в корневой зоне токсичная галловая кислота, усиливая вредоносность инвазивного тростника.

«Танины — это как сообщники в этом процессе», — сказал Байс.

Он отметил, что микробы, собранные с поверхности корней, расщепляют полимер (галлотанин) для высвобождения мономера (галловой кислоты), поскольку используют танины как источник углерода.

«Это как двустороннее шоссе, — сказал Байс, — растение работает с бактериями, чтобы выделять галловую кислоту в почву».

Байс поясняет, что микробное сообщество одинаково у местного и инвазивного тростника. Инвазивная разновидность просто выделяет в почву больше галлотанинов, чем её местный собрат, что ставит местное растение в невыгодное положение в борьбе за территорию.

Phragmites захватил миллионы акров водно-болотных угодий в США благодаря агрессивному инвазивному штамму, попавшему из Евразии около 200 лет назад.

«Теперь у нас есть способ восстановить больную почву, — заявил Байс. — После многих лет исследований мы определили механизм, который может привести к решению проблемы вторжения Phragmites».