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

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...

Current Biology: Одомашнивание растений влияет на их микробиом
Current Biology: Одомашнивание растений влияет на их микробиом

Новое исследование, проведенное под руков...

Journal of the Geological Society: В окаменелостях нашли ключевые следы эволюции
Journal of the Geological Society: В окаменелостях нашли ключевые следы эволюции

Исследование, проведенное под руководство...

Current Biology: Созданы дрожжи, питающиеся светом
Current Biology: Созданы дрожжи, питающиеся светом

Возможно, вы знаете дрожжи как орган...

Nature Ecology & Evolution: Ученые секвенировали первый геном из класса Myxini
Nature Ecology & Evolution: Ученые секвенировали первый геном из класса Myxini

Международному научному коллективу, состоящему...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Исследователи изучают влияние сольватации и валентности ионов на металлополимеры
Исследователи изучают влияние сольватации и валентности ионов на металлополимеры
New Phytologist: Сети прожилок на листьях появились 201 млн лет назад
New Phytologist: Сети прожилок на листьях появились 201 млн лет назад
ACS Nano: Зубы нутрий и бобров помогут ученым вывести формулу совершенной эмали
ACS Nano: Зубы нутрий и бобров помогут ученым вывести формулу совершенной эмали
«Литнет» выяснил, что привлекает читателей в книгах о космосе
«Литнет» выяснил, что привлекает читателей в книгах о космосе
EGU: В золоте дураков все-таки нашли ценный компонент
EGU: В золоте дураков все-таки нашли ценный компонент
Инженеры воссоздали голопалубу Star Trek с помощью ChatGPT и видеоигр
Инженеры воссоздали голопалубу Star Trek с помощью ChatGPT и видеоигр
New England Journal of Medicine: Упреждающая ангиопластика не улучшает прогноз
New England Journal of Medicine: Упреждающая ангиопластика не улучшает прогноз
Инженеры создают более выгодную сеть для распределения солнечной энергии
Инженеры создают более выгодную сеть для распределения солнечной энергии
IC: Исследователи тестируют биологическую безвредность нейроморфной сети
IC: Исследователи тестируют биологическую безвредность нейроморфной сети
JSPR: Между кортизолом и социальной поддержкой в семейных парах нашли связь
JSPR: Между кортизолом и социальной поддержкой в семейных парах нашли связь
GBE: ДНК древних пингвинов Адели выявило повторы возрастом сотни миллионов лет
GBE: ДНК древних пингвинов Адели выявило повторы возрастом сотни миллионов лет
Шёнингенские копья доказали: 300 000 лет назад древесина была важнейшим сырьем
Шёнингенские копья доказали: 300 000 лет назад древесина была важнейшим сырьем
Molecular Psychiatry: Выяснилось, как изменение экспрессии генов вызывает аутизм
Molecular Psychiatry: Выяснилось, как изменение экспрессии генов вызывает аутизм
NatComm: Машинное обучение поможет создать вертикально-осевые ветряные турбины
NatComm: Машинное обучение поможет создать вертикально-осевые ветряные турбины
Acta Biomaterialia: Созданы трансплантаты, похожие на реальное человеческое ухо
Acta Biomaterialia: Созданы трансплантаты, похожие на реальное человеческое ухо

Новости компаний, релизы

НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
«Инструменты инновационного развития»
«Инструменты инновационного развития»
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса