Инженерные эндофитные микробиомы улучшают здоровье сельскохозяйственных культур и подавляют болезни почвы

от

В новом исследовании, опубликованном в журнале Horticulture Research, группа учёных из Института субтропического сельского хозяйства Китайской академии наук продемонстрировала, что спроектированные синтетические микробные сообщества (SynComs) могут значительно ускорить рост сельскохозяйственных культур и сдержать болезни почвы, открыв перспективную стратегию биоконтроля.

Роль эндофитов растений

Эндофиты растений, которые живут в симбиозе с тканями растений, играют решающую роль в здоровье хозяина, поглощении питательных веществ и устойчивости к болезням. Использование этих микробов предлагает устойчивую альтернативу химическим пестицидам. Однако отбор эффективных штаммов из сложных естественных микробиомов и объединение их в стабильные функциональные SynComs остаётся сложной задачей.

Анализ эндофитной микробиоты

Объединив полевой отбор проб, секвенирование микробиома и функциональные анализы, исследователи проанализировали эндофитную микробиоту съедобных лилий в условиях длительной монокультуры. Они обнаружили, что непрерывное выращивание обогатило как почвенный патоген Fusarium oxysporum, так и полезные бактерии, такие как Pseudomonas и Bacillus, формируя сеть в «антагонистическом равновесии». Burkholderiaceae и Pseudomonas были определены как ключевые таксоны, поддерживающие этот микробный баланс.

Интересно, что около 50% эндофитных бактерий произошли из почвы, тогда как менее 10% грибов — это отражает сильный отбор хозяина в отношении грибковых членов. Исследователи выделили основные антагонистические штаммы из луковиц лилий, включая Rhizobium, Methylobacterium и гриб Talaromyces, и создали несколько SynComs.

В тестах многоштаммовые консорциумы превосходили отдельные изоляты как в стимулировании роста растений, так и в подавлении патогенов. Важно отметить, что SynComs, содержащие грибы, были более эффективными, чем те, которые состояли исключительно из бактерий.

«Наша работа показывает, как монокультура влияет на микробиом растений, и представляет новую стратегию для создания целевых SynComs для борьбы с фузариозным увяданием», — сказал профессор Чжу Баоли, автор исследования.

Рационально спроектированные микробные сообщества не только подавляют патогены, но и способствуют росту растений, предлагая устойчивые решения для задач по пересадке и снижения чрезмерного использования пестицидов. Эти результаты объединяют микробную экологию и сельскохозяйственную практику, имея широкие последствия для зелёного сельского хозяйства и управления здоровьем почвы.

Предоставлено:
* [Китайская академия наук](https://phys.org/partners/chinese-academy-of-sciences/)

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте