Как бактерии поддерживают жизнь растений

Новости МирТесен

Биологи Уральского федерального университета установили, каким образом бактерии способствуют усвоению растений азота, необходимого для их жизнедеятельности, включая азот из атмосферы. Для проведения исследования были выбраны двудольные (томаты, подсолнечник, рапс) и однодольные (пшеница, лук, чеснок) виды растений. Результаты экспериментов, проведенных на томатах, показали, что исследователи опубликовали в журнале Nitrogen.

«В настоящее время многие сельскохозяйственные почвы характеризуются выраженным недостатком азота. В связи с этим, целью нашей работы стало изучение способов выращивания сельскохозяйственных культур в условиях дефицита этого элемента, а также определение наиболее устойчивых видов и сортов. В ходе исследования были проанализированы механизмы адаптации растений к нехватке азота, рассматривались различные органы: надземная часть, корни и их внутреннее строение. Также было проведено изучение ризобактериом растений, то есть сообщества бактерий, находящихся вблизи корней, с целью выявления видов, участвующих в азотном цикле. Об этом сообщила руководитель лаборатории биотехнологии поддержания и восстановления компонентов природных и трансформированных биосистем УрФУ Мария Малева.

В атмосфере азот составляет 78 % по объему, но растения не могут им воспользоваться, сообщают ученые. Для усвоения этого элемента, как утверждают биологи, растения «задействуют» разнообразных микроорганизмов-помощников, включая азотфиксирующие ризобактерии.

«Ризобактерии, фиксирующие атмосферный азот, способны также питать растения, хотя этот процесс требует значительных затрат энергии. Растения, в свою очередь, обеспечивают бактерии сахарами, которые образуются в результате фотосинтеза. Бактерии используют эти сахара как источник углерода и энергии для фиксации азота, превращая его в форму, доступную растениям. Таким образом, при внесении азотных удобрений в почву, мы обеспечиваем питание не только растениям, но и их бактериальным «партнерам», что позволяет им еще более эффективно осуществлять процесс азотфиксации», — подчеркнула профессор кафедры экспериментальной биологии и биотехнологий УрФУ Галина Борисова.

Каждый сорт томатов обладает уникальными особенностями в приспособлении к дефициту азота, проявляющимися в различной потребности в этом элементе и его накоплении в растительной массе, как отмечают биологи.

«Нами были проанализированы низкорослые сорта томатов, подходящие для выращивания в домашних условиях, такие как «Балконное чудо», «Комнатный Сибиряк» и «Вороний глаз». По словам руководителя проекта, заведующей лабораторией восстановительной экологии УрФУ Анны Бетехтиной, два последних сорта демонстрировали хорошую способность к накоплению азота в неблагоприятных условиях, и внесение даже незначительного количества азотного удобрения способствовало увеличению разнообразия и численности азотфиксирующих микроорганизмов в почве вокруг корней.

Российский научный фонд оказал поддержку исследованиям, проводимым биологами ( проект № исследования, проводимые в университете, осуществляются при поддержке Министерства науки и инноваций Российской Федерации в рамках Десятилетия науки и технологий.

Материалы и фотографии предоставлены Отделом научных коммуникаций Уральского федерального университета