Публикации

🔹В своей статье, опубликованной в журнале с открытым доступом PLOS Biology, Джейкоб Мэлоун из Центра Джона Иннеса, Великобритания, руководитель научной работы, обращает внимание на важность понимания того, как растения взаимодействуют с микробными сообществами. «Растения растут в тесной связи с разнообразными бактериями, грибами, простейшими, архей и вирусами, которые могут по-разному влиять на растение-хозяин, улучшая рост, защищая от патогенов или предоставляя адаптивные преимущества. Каждый вид растений обладает уникальной микробной сигнатурой или микробиомом, который расширяет их способность адаптироваться к окружающей среде и повышает их способность противостоять биотическим и абиотическим стрессам. Разные микробные сообщества населяют различные ниши внутри растения, такие как филосфера, эндосфера и ризосфера, причем каждая из этих микросред обитания обеспечивает определенную нишу, к которой микробы должны адаптироваться, а состав микробиома каждого отдела различается в пределах отдельного растения.Ризосфера и корни являются горячими точками микробной жизни из-за наличия корневых выделений растительного происхождения. Растения секретируют в ризосферу в среднем 21% своих фотосинтатов, что вызывает специализированный сдвиг в микробном составе и увеличивает плотность микробов в области, подверженной влиянию корня, в 10–1000 раз. Микробиом ризосферы представляет собой наиболее многочисленную и разнообразную совокупность микроорганизмов, непосредственно взаимодействующих с растением. Следовательно, влияние этого сообщества на здоровье, болезни и продуктивность растений весьма значительно», пишет ученый.Учитывая, что в целом содержание питательных веществ в почве довольно низкое, доступ к питательным веществам растительного происхождения обостряет конкуренцию между видами микробов за колонизацию ниш. В ответ бактерии развили многочисленные экологические особенности, повышающие их конкурентоспособность при колонизации ризосферы.Среди них метаболическая универсальность особенно важна для Pseudomonas, вездесущего и важного рода бактерий, обитающего в широком диапазоне сред. Ассоциированные с растениями псевдомонады, такие как ризобактерии, способствующие росту растений (PGPR), Pseudomonas fluorescens неспецифически колонизируют широкий спектр различных растений и оказывают важное влияние на здоровье растений, увеличивая доступность питательных веществ, подавляя патогены и стимулируя иммунную систему растений. Р . fluorescens колонизируют разнообразные экологические ниши и имеют соответственно сложные геномы, обычно кодирующие около 6000 генов с удивительно высоким уровнем внутривидового разнообразия, которые по большей части посвящены передаче сигналов, взаимодействиям с окружающей средой и специализированному метаболизму.Недавно исследователи начали раскрывать молекулярные механизмы, лежащие в основе взаимоотношений между растениями и их ризосферными микробиомами. Это включает в себя такие ключевые концепции, как важность стартового микробиома почвы, влияние основателя и местная среда обитания растений на состав сообщества, а также важность состава микробиома для здоровья растений и биоконтроля патогенов. Более того, совокупность ризосферных сообществ активно формируется генетическими детерминантами растений.«Растения выделяют корневые выделения в ризосферу для привлечения полезных микробов. Состав экссудата определяет характер пополнения микробов: разные виды растений привлекают различную микробиоту, обеспечивая оптимальную адаптацию к почвенной среде. Чтобы более внимательно изучить взаимосвязь между генотипом растения и пополнением микробов, мы проанализировали ризосферные микробиомы ячменя более старого сорта (Chevallier) и современного (NFC Tipple)», рассказывает автор статьи.В исследовании отчетливые различия наблюдались между связанными с растениями микробиомами двух сортов, при этом ризобактерии рода Pseudomonas, способствующие росту растений, оказались значительно более распространенными в ризосфере Tipple.«Поразительные различия наблюдались также между фенотипами рекрутированных популяций Pseudomonas, наряду с четкой генотипической кластеризацией по сортам. Отбор Pseudomonas в зависимости от сорта определялся составом корневого экссудата: большее количество гексозных сахаров, выделяемых корнями Tipple, привлекает микробы, лучше адаптированные к росту на этих метаболитах, и наоборот. Отбор Pseudomonas, основанный на сортах, также действует на молекулярном уровне: как экспрессия генов, так и количество экологически значимых локусов. Наконец, оба сорта демонстрируют явное предпочтение к определенным микробам и могут точно настраивать популяцию микробов, колонизирующих их корневую зону, что имеет важные последствия для здоровья растений», отмечает исследователь.Хотя эти результаты были получены на растениях, выращенных в теплицах, ученые заявили, что определение степени, в которой эти различия проявляются при выращивании ячменя на фермерских полях, станет ключевой задачей для будущих исследований.Источник: journals.plos.org.Заглавное фото: Медведева Анна, AgroXXI.ru.Оригинал статьи на AgroXXI.ru