Микробиом дикорастущего растения оказался гораздо устойчивее, чем ожидалось

Микроорганизмы жизненно важны для выживания. У растений, как и у животных, есть свой микробиом. В отличие от животных, микроорганизмы, связанные с растениями, — это в основном почвенная микробиота, которую учёные считают своего рода внешней иммунной системой растения.

Команда учёных под руководством Яна Т. Болдуина исследует микробиом дикого вида табака Nicotiana attenuata. Чтобы манипулировать микробиомом, они использовали экспрессию антимикробных пептидов (АМП) в трансгенных растениях. Эти пептиды проявляли активность против различных видов Bacillus, которые в основном считаются полезными для растений микробами.

Учёные ожидали, что такие трансгенные растения будут демонстрировать дефицит роста или размножения в полевых экспериментах. Однако, к их удивлению, растения практически не отличались от контрольных в полевых условиях.

Более детальный анализ показал, что разные штаммы одного и того же вида бактерий различаются по чувствительности к антимикробным пептидам. Современные методы, используемые для характеристики микробиома, не распознают эти различия. Учёные полагают, что АМП нацелены на отдельные штаммы, а огромное разнообразие бактерий в почве предоставляет огромный потенциал для новых партнёрств. Таким образом, потенциальные негативные эффекты экспрессии АМП для трансгенного растения ниже, чем считалось ранее.

Эффективность антимикробных пептидов против целого сообщества бактериальных штаммов в естественной среде редко оценивалась и вызывает сомнения. «Вот почему так важно изучать растения не только в теплице, но и в естественных условиях, в природных почвах их исконной среды обитания», — говорит Ян Болдуин, который изучает экологические взаимодействия Nicotiana attenuata в природе более 20 лет.

Изучение микробиома растения и его влияния на развитие и здоровье растения оказывается гораздо сложнее, чем ожидалось. Исследователи планируют дальнейшие эксперименты, чтобы выяснить, как эти растения рекрутируют почвенные бактерии, поддерживают с ними отношения и предотвращают их превращение в патогены.