Пересадка почвы с таксонами полезных микробов оказалась полезна для томатов
Исследователи из Нанкинского сельскохозяйственного университета в Китае и их коллеги из Нидерландов изучили, как влияет состав почвенной микробиоты на заболеваемость растений. Оказалось, что пересадка почвы с колониями микробов, подавляющих патогены, помогает растениям справиться с вредоносными микроорганизмами.
Как сообщается в научной работе, опубликованной в журнале Science Advances, выживание томатов, растущих на зараженной почве, зависит от состава её микробиоты. Некоторые микробы способны подавлять рост патогенов, выделяя особые соединения. Следовательно, искусственно изменяя состав микробиоты можно контролировать болезни растений и снизить потери при промышленном выращивании овощей и цветов. Ученые отмечают, что при этом, в настоящее время, малоизучена связь почвенной микробиоты, патогенов и растений в естественной среде.
В ходе эксперимента, описанного в научной работе, на трех опытных делянках было высажено по 16 кустов томатов в емкостях, которые отделяют корневую систему растений от окружающей почвы так, чтобы кусты время от времени можно было доставать для изучения. Почва в делянках была много лет заражена патогеном Ralstonia solanacearum, вызывающим бактериальное увядание томата. В течение 7 недель ученые вели учет роста заболеваемости, и к концу этого срока завяло 26 растений(54%), а остальные оказались бессимптомно инфицированы. Ученые сравнили 12 здоровых растений с 12 увядшими, чтобы выяснить, влияет ли первоначальный микробиом в почве вокруг корней на здоровье томата, влияет ли состав микробиоты на развитие болезни и как отличаются микробиоты увядших и здоровых растений. Оказалось, что разницы в физико-химическом составе почвы, в плотности микробиоты, в степени ее разнообразия и количестве патогена R. solanacearum в почве нет. Разница обнаружилась лишь в составе микробиоты – у томатов, которые остались здоровыми, вокруг корней преобладали микробы групп Alphaproteobacteria, Firmicutes и Cyanobacteria. В трех крупных таксонах, которые преобладали в почве здоровых растений ученые выявили два рода — Bacillus и Pseudomonas, которые производят антимикробные соединения, пептиды и поликетиды. Они случайно находились в почве у здоровых томатов в начале эксперимента. Также в составе почвы оставшихся здоровыми растений обнаружили Gp16 (из типа Acidobacteria), Spartobacteria genera incertae sedis, Dyella, Hyphomicrobium, и Sphingomonas, также способные бороться с патогенами.
После этого ученые решили провести трансплантацию почвы и соединили землю от здоровых растений с почвой от погибших растений. В контрольные образцы занесли патоген, а затем посадили рассаду томатов. Через 3 недели выяснилось, что увяло лишь 20% рассады.
По словам авторов, этим экспериментом они доказали взаимосвязь между присутствием полезных колоний микроорганизмов и риском заболевания у растений, а также эффективность траснплантации почвы от здоровых растений. В дальнейшем им предстоит выяснить, какая микробиота типична для прикорневой зоны томата, а также какие микробиоты типичны для почвы, в которой растут другие растения, чтобы в будущем аграрии могли избежать перекрестного заражения.
.
