Исследователи из Университета Западного Сиднея обнаружили, что пшеничные растения, пострадавшие от засухи, могут использовать экологически чистые почвенные бактерии для выживания. Это помогает сохранить здоровье сельскохозяйственных культур, повысить урожайность и создать пути для разработки устойчивых к экстремальным погодным условиям растений.
Исследование, опубликованное сегодня в журнале Cell Host & Microbe, показало, что при засухе пшеница производит природные соединения, называемые 4-оксопролином, вокруг своих корней. Эти соединения посылают химические сигналы, привлекающие специализированные полезные почвенные бактерии, включая виды Streptomyces и Leifsonia.
Затем почвенные микробы, борющиеся с засухой, производят полезные соединения, включая осмолиты, растительные гормоны и питательные вещества, которые повышают способность растения противостоять засухе и продолжать расти.
Когда исследовательская группа повторно ввела полезные микробы в пшеничные растения в сухих почвах, растения выросли крупнее, оставались более здоровыми и давали больше зерна, даже в следующем поколении сельскохозяйственных культур.
Ведущий автор исследования, доктор Джиаю Ли из Института окружающей среды Хоксбери Университета Западного Сиднея, сказал, что результаты этого исследования показывают, как растения и микробы работают в команде, чтобы выжить в стрессовых условиях, таких как засуха. Это делает устойчивое и климатически разумное земледелие жизнеспособным вариантом.
«Наше исследование предоставит учёным и фермерам новую платформу для использования природных растительных соединений и почвенных микробов в качестве биоосновы для защиты сельскохозяйственных культур от засухи, смягчая влияние засухи на производительность сельского хозяйства», — сказал доктор Ли.
«Это также открывает новые пути для целенаправленного селекционного разведения растений, устойчивых к изменению климата и экстремальным погодным условиям, поскольку эти микробы даже передают «память о засухе», помогая следующему циклу урожая лучше работать в сухих почвах».
Полезные для растений микробы, обнаруженные исследователями из Института окружающей среды Хоксбери Университета Западного Сиднея, действуют как «пробиотики» для сельскохозяйственных культур и обеспечивают естественный способ защиты растений от засухи.
По словам старшего автора, заслуженного профессора Браджеша Сингха, бактерии, борющиеся с засухой, и продукты их жизнедеятельности помогут фермерам защитить свои посевы и пережить засуху, одновременно повышая урожайность.
«Частота и интенсивность стрессов, связанных с засухой, усиливаются в условиях изменения климата, что представляет собой значительную угрозу для глобальной первичной производительности и устойчивости», — сказал заслуженный профессор Сингх.
«Исследование показывает, что партнёрство между растениями и микробами может принести долгосрочную пользу для сельского хозяйства в засушливых условиях, помогая бороться с засухой и существенно влияя на продовольственную безопасность и здоровье окружающей среды».
Засуха — одна из самых серьёзных проблем, с которыми сталкивается глобальное сельское хозяйство, угрожающая продовольственной безопасности во всём мире. По оценкам Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), засуха ежегодно затрагивает 55 миллионов человек по всему миру, а нехватка воды затрагивает 40% населения планеты.