Mikroorganizmy glebowe „pamiętają” suszę, aby chronić uprawy

Nowe badania przeprowadzone przez naukowców z Uniwersytetu w Kansas (USA), opublikowane w czasopiśmie Nature Microbiology, dowodzą, że mikroorganizmy glebowe mają zdolność „zapamiętywania” minionych susz, co wpływa na sposób, w jaki rośliny rosną i przystosowują się do suchych środowisk.

Zespół zebrał próbki gleby z sześciu różnych lokalizacji w Kansas – od wilgotnego regionu wschodniego po suche równiny zachodnie – aby zbadać, w jaki sposób mikrobiologiczna „pamięć suszy” wpływa na rośliny.

Następnie porównali dwie grupy gleb: jedną, która była dobrze nawilżona, i drugą, która była poddana pięciomiesięcznej suszy.

„Bakterie, grzyby i inne organizmy w glebie mogą mieć długotrwałe skutki, np. wpływając na pobieranie składników odżywczych, magazynowanie węgla, a zwłaszcza tolerancję roślin na suszę” – powiedziała adiunkt Maggie Wagner z University of Kansas.

Wyniki pokazały, że ślad suszy pozostał w społeczności mikroorganizmów nawet po tysiącach pokoleń. Kiedy rośliny uprawiano w tych próbkach gleby, zespół odkrył, że rośliny rodzime reagowały znacznie silniej niż rośliny uprawne, takie jak kukurydza, co sugeruje długoterminowy związek ewolucyjny między roślinami rodzimymi a lokalnym mikrobiomem.

W eksperymencie zespół porównał rodzimy gatunek trawy – gamagrassę – z kukurydzą. Gamagrassę rosła znacznie lepiej w otoczeniu mikroorganizmów z „pamięcią suszy”, podczas gdy kukurydza reagowała na nią gorzej.

„Uważamy, że ma to związek z historią koewolucyjną: trawa gamagrass współistnieje z tymi społecznościami mikroorganizmów od tysięcy lat, podczas gdy kukurydza została tu wprowadzona z Ameryki Środkowej” – wyjaśnia Wagner.

Dalsza analiza genetyczna ujawniła, że kluczową rolę odgrywa gen o nazwie syntaza nikotianaminy. Gen ten pomaga roślinom wchłaniać żelazo z gleby, a także zwiększa odporność na suszę.

Co ciekawe, rośliny aktywowały ten gen tylko wtedy, gdy rosły z mikroorganizmami, które miały „pamięć” warunków suszy – co sugeruje, że biologiczna odpowiedź rośliny zależy od pamięci mikrobiologicznej.

Zespół badawczy uważa, że odkrycie to może pomóc firmom biotechnologicznym w znalezieniu pożytecznych mikroorganizmów, które zwiększą odporność upraw na zmiany klimatu.

„Przemysł mikrobiologiczny w rolnictwie dynamicznie się rozwija i jest wart miliardy dolarów. Te nowe spostrzeżenia mogą pomóc w wyborze odpowiednich społeczności mikrobiologicznych” – podsumowała pani Wagner.

(TTXVN/Wietnam+)

Source: https://www.vietnamplus.vn/vi-sinh-vat-trong-dat-ghi-nho-han-han-de-bao-ve-cay-trong-post1074515.vnp