Полезная бактерия доказала свою роль в «инициировании» защитных сил растительного организма.
Недавно проведенные исследования в области устойчивости растений к патогенам показали, что появление на корнях кукурузы определенной группы бактерий приводит злак в состояние «ранней готовности». В результате он быстрее и сильнее отвечает на последующее проникновение патогенных микроорганизмов или повреждение растительноядными насекомыми. Результаты этих исследований опубликованы в журнале «Plant Signaling and Behavior». Они указывают на возможный путь уменьшения объемов использования пестицидов за счет активации естественных защитных механизмов у растений, которые могут быть усилены методами селекции.
Несколько лет назад стало известно, что корни некоторых растений способны выделять химические соединения, привлекающие к ним микроорганизмы, обитающие в почве.
Доктор Эндрю Нил из Ротамстедской опытной станции и доктор Юрриан Тон из Университета Шеффилда показали, что при появлении на корнях этих привлеченных бактерий, растение формирует ответ, повышающий «системную устойчивость». Естественные механизмы устойчивости к патогенам и травоядным вредителям повышают сопротивляемость растительного организма к данным неблагоприятным факторам.
В своей предыдущей работе д-р Нил и д-р Тон доказали, что корни кукурузы выделяют вещества бензоксазиноиды, привлекающие почвенных бактерий. Попадая на поверхность корней, бактерии повышают доступность важных элементов минерального питания, таких как железо и фосфор, благодаря этому ускоряют ростовые процессы. Но теперь они доказали, что бактерии действуют еще и подобно прививке у человека — они активируют защитные механизмы у кукурузы.
Д-р Нил объясняет: «Мы обнаружили, что кукуруза привлекает к своим корням микроорганизмы, выделяя бензоксазионоиды, а растение отвечает на присутствие этих полезных микробов активацией первичных механизмов защиты. Мы доказали, что ризобактерии запускают гены, отвечающие у кукурузы за защиту, в результате синтезируются вещества, важные для повышения системной устойчивости к вредителям и болезням. Это приводит к тому, что такие растения формируют более мощный и быстрый защитный ответ, по сравнению с теми экземплярами, корни которых не заселены ризобактериями. Этот ответ, в частности, предотвращает повреждение листьев грибами».
Д-р Тон говорит: «Теперь мы еще лучше разобрались в том, как и зачем кукуруза привлекает к своим корням почвенных микроорганизмов. Мы можем спланировать селекционную работу над кукурузой и другими злаками, с тем, чтобы их корни выделяли больше бензоксазиноидов (веществ синтезируемых в тканях растений). Такие сорта будут привлекать больше полезных бактерий, а те — усиливать защитные силы растительного организма, которые позволят ему эффективнее противостоять вредителям и болезням. В случае успеха, мы сможем добиться уменьшения объемов использования фунгицидов и инсектицидов».
Эти исследования финансировались Советом по биотехнологиям и биологическим наукам (BBSRC), кроме того, они поддержаны 7 рамочной программой европейской комиссии (проект EU PURE).
Источник: Biotechnology and Biological Sciences Research Council