Nature: Ученые впервые создали микробиом растений для защиты культур от болезней

Ученые впервые изменили микробиом растений, увеличив количество хороших бактерий, которые защищают растения от болезней. Прорыв может значительно сократить использование пестицидов и открыть другие возможности для укрепления здоровья растений.

Результаты исследования, опубликованные в журнале Nature Communications исследователями из Саутгемптонского университета, Китая и Австрии, могут существенно снизить потребность в пестицидах, разрушающих окружающую среду.

Общественность все больше осознает значение нашего микробиома — огромного количества микроорганизмов, живущих в нашем теле и вокруг него, в первую очередь в кишечнике. Микробиом кишечника влияет на обмен веществ, вероятность заболевания, иммунную систему и даже настроение.

Растения тоже являются местом обитания огромного количества бактерий, грибов, вирусов и других микроорганизмов, которые живут в их корнях, стеблях и листьях. В течение последнего десятилетия ученые интенсивно изучают микробиомы растений, чтобы понять, как они влияют на здоровье растений и их уязвимость к болезням.

Впервые нам удалось целенаправленно изменить состав микробиома растения, увеличив количество полезных бактерий, которые могут защитить растение от других, вредных бактерий, — говорит доктор Томислав Чернава, соавтор статьи и доцент кафедры взаимодействия растений и микробов Саутгемптонского университета.

Этот прорыв может снизить зависимость от пестицидов, которые наносят вред окружающей среде. Мы добились этого на рисовых культурах, но созданная нами система может быть применена и к другим растениям и откроет другие возможности для улучшения их микробиома. Например, микробы, увеличивающие поступление питательных веществ в растения, могут снизить потребность в синтетических удобрениях.

Международная исследовательская группа обнаружила, что один конкретный ген, обнаруженный в кластере биосинтеза лигнина в растении риса, участвует в формировании его микробиома. Лигнин — это сложный полимер, содержащийся в клеточных стенках растений: биомасса некоторых видов растений состоит из лигнина более чем на 30 процентов.

Сначала исследователи заметили, что при деактивации этого гена уменьшалась популяция некоторых полезных бактерий, что подтверждает его важность для формирования микробиома.

Затем исследователи проделали обратную работу: сверхэкспрессировали ген, чтобы он производил больше одного конкретного типа метаболитов — небольших молекул, вырабатываемых растением-хозяином в ходе метаболических процессов. Это увеличило долю полезных бактерий в микробиоме растения.

Когда сконструированные растения подверглись воздействию Xanthomonas oryzae — патогена, вызывающего бактериальное поражение посевов риса, они оказались значительно более устойчивыми к нему, чем рис дикого типа.

Бактериальное заболевание распространено в Азии и может привести к значительной потере урожая риса. Для борьбы с ним обычно используются пестициды, загрязняющие окружающую среду, поэтому создание культуры с защитным микробиомом может способствовать укреплению продовольственной безопасности и защите окружающей среды.

Сейчас команда исследователей изучает, как они могут повлиять на присутствие других полезных микробов, чтобы раскрыть различные преимущества для здоровья растений.

04.01.2024


Подписаться в Telegram



Биосфера

TE&E: Животные потребляют алкоголь чаще, чем мы думаем
TE&E: Животные потребляют алкоголь чаще, чем мы думаем

Есть много анекдотов о том, как дики...

FCoSc: Гигантские крысы поборются с незаконной торговлей дикими животными
FCoSc: Гигантские крысы поборются с незаконной торговлей дикими животными

Раньше африканские гигантские крысы умели нахо...

JVIM: ИИ находит шумы в собачьем сердце с точностью 90%
JVIM: ИИ находит шумы в собачьем сердце с точностью 90%

Алгоритм, изначально разработанный для лю...

PNAS: Эпоху динозавров запустил лед, а вовсе не пламя
PNAS: Эпоху динозавров запустил лед, а вовсе не пламя

201,6 миллиона лет назад произошло массов...

RSTB: Социальные виды, включая людей, живут и размножаются дольше
RSTB: Социальные виды, включая людей, живут и размножаются дольше

Социальные виды живут дольше и размножают...

Science: Водные насекомые заменят пауков и мух в пищевой цепи
Science: Водные насекомые заменят пауков и мух в пищевой цепи

Животные должны получать достаточное количеств...

Nature Communications: Новый метод уменьшает количество пор в растениях
Nature Communications: Новый метод уменьшает количество пор в растениях

Химическое соединение, которое регулирует плот...

IPS&M: Инвазивные деревья могут приносить владельцам участков доход
IPS&M: Инвазивные деревья могут приносить владельцам участков доход

На брёвнах инвазивных деревьев можно выращиват...

AdFM: Сгруппировавшиеся фаги стали еще эффективнее бить бактерий
AdFM: Сгруппировавшиеся фаги стали еще эффективнее бить бактерий

Неожиданный результат при подготовке обра...

Science: Голодные бактерии берут своих жертв на абордаж
Science: Голодные бактерии берут своих жертв на абордаж

В мировом океане обитает множество бактерий, и...

ES&E: Пингвины в Африке охотно размножаются в искусственных гнездах
ES&E: Пингвины в Африке охотно размножаются в искусственных гнездах

Искусственные гнезда способствуют размножению ...

Vertebrate Zoology: На Мадагаскаре нашли пронзительно щебечущих лягушек
Vertebrate Zoology: На Мадагаскаре нашли пронзительно щебечущих лягушек

Исследователи обнаружили в тропических ле...

Evolution & Development: В Австралии нашли одну из самых ранних форм жизни
Evolution & Development: В Австралии нашли одну из самых ранних форм жизни

В Южной Австралии есть горный хребет. Под ...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Российские ученые предложили использовать вирус растений для лечения саркомы
Российские ученые предложили использовать вирус растений для лечения саркомы
Menopause: Ученые заподозрили роль эстрогена в развитии астмы
Menopause: Ученые заподозрили роль эстрогена в развитии астмы
AEM: Гибридный полупроводник позволит лучше понять спинтронику
AEM: Гибридный полупроводник позволит лучше понять спинтронику
FCoSc: Гигантские крысы поборются с незаконной торговлей дикими животными
FCoSc: Гигантские крысы поборются с незаконной торговлей дикими животными
В России разработали искусственные кости и новые методы лечения позвоночника
В России разработали искусственные кости и новые методы лечения позвоночника
TE&E: Животные потребляют алкоголь чаще, чем мы думаем
TE&E: Животные потребляют алкоголь чаще, чем мы думаем
Волнообразные упражнения со штангой: польза или вред
Волнообразные упражнения со штангой: польза или вред
JA&FC: Сорго обогащает рацион питания биоактивными соединениями
JA&FC: Сорго обогащает рацион питания биоактивными соединениями
Nature Communications: Жизнь все-таки можно повернуть назад
Nature Communications: Жизнь все-таки можно повернуть назад
МАИ: Дроны-дефектоскописты уступают человеку в точности, зато берут скоростью
МАИ: Дроны-дефектоскописты уступают человеку в точности, зато берут скоростью
EBioMedicine: Создан инструмент для выявления сепсиса у новорожденных
EBioMedicine: Создан инструмент для выявления сепсиса у новорожденных
Численное моделирование повысит эффективность 3D-печати из стали 316LSi
Численное моделирование повысит эффективность 3D-печати из стали 316LSi
Создан особо пластичный алюминиевый сплав для высокотехнологичных отраслей
Создан особо пластичный алюминиевый сплав для высокотехнологичных отраслей
Влияние цвета в архитектуре на самоконтроль человека: мнение эксперта МХПИ
Влияние цвета в архитектуре на самоконтроль человека: мнение эксперта МХПИ
Томские ученые представили цифровое решение для оптимизации НПЗ
Томские ученые представили цифровое решение для оптимизации НПЗ

Новости компаний, релизы

Международные эксперты оценили разработанную для нижегородского завода технологию
Регистрация сми на IV конгресс молодых ученых продлевается до 6 ноября
Фестиваль научных театров «Наука всем!» прошёл в Санкт-Петербурге
На старт! Внимание! MITEX!
Пироговская олимпиада для школьников по химии и биологии