Current Biology: Одомашнивание растений влияет на их микробиом

Новое исследование, проведенное под руководством Оксфордского университета, показывает, что одомашнивание человеком сельскохозяйственных культур может изменить сообщества микроорганизмов, связанных с растениями. Интересно, что независимые события одомашнивания оказывали схожее воздействие на микробиом растений.

Результаты исследования опубликованы сегодня в журнале Current Biology.

Ведущий исследователь доктор Риккардо Солдан (факультет биологии Оксфордского университета) сказал:

Наше исследование доказывает, что независимо от того, где и как происходило одомашнивание, у одомашненных растений есть микробные сообщества, которые отличают их от диких аналогов. Эти знания важны, поскольку если мы будем знать, что определенный вид одомашненных культур постоянно ассоциируется с определенными микробами, то в один прекрасный день мы сможем спроектировать эти сообщества, чтобы обеспечить положительный эффект для растения-хозяина.

Поскольку микроорганизмы могут оказывать многочисленные положительные эффекты на растения-хозяева, такие как усиление роста, стрессоустойчивость, устойчивость к засухе и болезням, эти выводы могут в конечном итоге помочь разработать подходы на основе микробов для повышения урожайности и продовольственной безопасности. Например, предыдущая работа исследовательской группы предполагает, что одомашнивание могло снизить способность культурных растений привлекать микроорганизмы, повышающие устойчивость к болезням.

В новом исследовании ученые проанализировали микробные сообщества, связанные с двумя видами сельскохозяйственных культур, которые, как известно, были одомашнены независимо друг от друга несколько раз в Мезоамерике и Южной Америке: Phaseolus vulgaris (обыкновенная фасоль) и Phaseolus lunatus (лимская фасоль). Это означает, что у них есть ряд реплик для события, которое длилось тысячи лет.

Поскольку исследователи хотели понять, связаны ли какие-либо изменения в микробиоме с признаками растений, которые подверглись отбору человеком в процессе одомашнивания, они сосредоточились на микробах, связанных с семенами. У семенных культур, таких как фасоль, семена претерпели значительные изменения в процессе одомашнивания. Например, семена одомашненных бобов значительно крупнее, чем у их диких сородичей, и отличаются по содержанию минералов (что связано с улучшением качества семян и кулинарных свойств).

Используя статистические методы и методы машинного обучения, исследователи обнаружили значительные различия в составе микробных сообществ, связанных с бобами диких и одомашненных растений.

Более того, эти изменения в численности и составе микробиома коррелировали с изменениями в минеральном составе семян в ходе нескольких событий одомашнивания. В частности, снижение концентрации кальция в семенах одомашненной P. vulgaris, которое могло быть следствием селекции на улучшение кулинарных свойств, заметно коррелировало с изменениями в составе микробиома.

Главный исследователь, профессор Гейл Престон (факультет биологии Оксфордского университета), прокомментировала:

Наши результаты свидетельствуют о том, что сходство микробных сообществ независимо одомашненных растений может быть частично объяснено тем, что одомашненные растения имеют близкородственные признаки.

В данном случае независимые процессы одомашнивания, в ходе которых отбирались более крупные и качественные семена в двух разных регионах Америки, сформировали микробиом семян сходным образом.

Понимание факторов, формирующих микробные сообщества диких и одомашненных растений, может открыть захватывающие возможности для изменения состава микробиома одомашненных культур с целью повышения устойчивости и продуктивности.

В дальнейшей работе команда исследователей намерена изучить влияние одомашнивания на другие признаки растений и на более широкий спектр видов культур. Ключевой вопрос заключается в том, существуют ли полезные признаки, присутствующие в диких видах, которые способствуют формированию разнообразного и полезного для здоровья микробиома, который может быть вновь введен в одомашненные культуры.

Фото: https://www.inaturalist.org/observations/57850980 и https://www.inaturalist.org/observations/66762859

16.01.2024


Подписаться в Telegram



Биосфера

EMBO Reports: Растения-однолюбы находят одного партнера на всю жизнь
EMBO Reports: Растения-однолюбы находят одного партнера на всю жизнь

Группа ученых из Университета Нагоя, Япон...

Frontiers in Bee Science: Жара мешает шмелям полноценно размножаться
Frontiers in Bee Science: Жара мешает шмелям полноценно размножаться

В результате климатического кризиса глобальное...

Journal of the AChemSociety: Синтетика вызывает хаос в первичном бульоне
Journal of the AChemSociety: Синтетика вызывает хаос в первичном бульоне

Наше тело состоит из триллионов различных...

Evolution: Островные летучие мыши одного вида эволюционируют по-разному
Evolution: Островные летучие мыши одного вида эволюционируют по-разному

Исследователь из Мельбурнского университе...

New Phytologist: Сети прожилок на листьях появились 201 млн лет назад
New Phytologist: Сети прожилок на листьях появились 201 млн лет назад

По мнению исследовательской группы под ру...

Science: Облик будущих партнеров запечатлен у бабочек Heliconius в генах
Science: Облик будущих партнеров запечатлен у бабочек Heliconius в генах

Тропические бабочки Heliconius хорошо известны...

Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды

В новом исследовании неврологи показали, как&n...

Ecology: Японские медведи в поисках пищи разоряют лесопосадки
Ecology: Японские медведи в поисках пищи разоряют лесопосадки

Бурые медведи, добывающие пищу на полуост...

Nature: Стволовые клетки растений подскажут, как развивается рак
Nature: Стволовые клетки растений подскажут, как развивается рак

Крошечный корень растения толщиной не бол...

Animal Behaviour: Козы по голосу определяют, злой хозяин или добрый
Animal Behaviour: Козы по голосу определяют, злой хозяин или добрый

Козы могут отличить счастливого человека от&nb...

Current Biology: Сумчатая мышь из Австралии жертвует сном ради секса
Current Biology: Сумчатая мышь из Австралии жертвует сном ради секса

Всем живым существам необходим сон. Когда люди...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

ESA: Первые снимки Евклида показали миллиарды осиротевших звезд
ESA: Первые снимки Евклида показали миллиарды осиротевших звезд
Heliyon: Ученые нашли виновника тяжелых отравлений благодаря новому методу ПЦР
Heliyon: Ученые нашли виновника тяжелых отравлений благодаря новому методу ПЦР
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Energy Materials and Devices: Создан тандемный солнечный элемент с КПД более 20%
Energy Materials and Devices: Создан тандемный солнечный элемент с КПД более 20%
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
NatMat: Ученые из университета Райса нашли отличную альтернативу ферроэлектрикам
NatMat: Ученые из университета Райса нашли отличную альтернативу ферроэлектрикам
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным
Child Development: Отношения с матерью влияют на умение дружить и растить детей
Child Development: Отношения с матерью влияют на умение дружить и растить детей
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Current Biology: Исследование брачного поведения показывает эволюцию влечения
Current Biology: Исследование брачного поведения показывает эволюцию влечения
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
BioDesign Research: Для производства каротиноидов разработали специальные дрожжи
BioDesign Research: Для производства каротиноидов разработали специальные дрожжи
New Media & Society: Геймеры находят оправдание смурфингу, хотя он их и бесит
New Media & Society: Геймеры находят оправдание смурфингу, хотя он их и бесит
EMBO Reports: Растения-однолюбы находят одного партнера на всю жизнь
EMBO Reports: Растения-однолюбы находят одного партнера на всю жизнь

Новости компаний, релизы

Ученые ТПУ выяснили, что заболевания ЦНС за последние 30 лет вышли на первое место по влиянию на здоровье населения
Физики СПбГУ и Института проблем машиноведения РАН улучшили ударопрочные характеристики нержавеющей стали
КВЗ принимает заявки на целевое обучение в проект «Крылья Ростеха»
В Петербурге снизилось количество разрушающих озоновый слой газов
Исследователи используют кантианскую модель рациональности для оценки этичности решений ИИ