Найдены бактерии защищающие рис от болезней

12.01.2021 2 823
рис

Рис является основным продуктом питания примерно половины населения мира. Выращивание риса требует очень больших затрат воды, и, по данным немецкой благотворительной организации Welthungerhilfe, около 15% риса выращивается в районах с высоким риском засухи. Таким образом, глобальное потепление становится все более серьезной проблемой для выращивания риса, все чаще приводящей к неурожаям и голодным кризисам. Неурожаи, вызванные патогенами растений, еще больше усугубляют ситуацию. В этом случае традиционное сельское хозяйство пытается противодействовать этому с помощью пестицидов, которые в основном используются в качестве меры предосторожности при выращивании риса. Выращивание устойчивых растений — единственная альтернатива этим экологически вредным агентам.

Чтобы способствовать выходу из сложившейся ситуации международная исследовательская группа, в которую входит Институт экологической биотехнологии Технологического университета Граца, уже некоторое время изучает микробиом семян рисовых растений, чтобы установить корреляцию между здоровьем растений и появлением определенных микроорганизмов. Сейчас группа достигла большого прорыва. Они определили бактерию внутри семян, которая может привести к полной устойчивости к определенному патогену и естественным образом передается от одного поколения растений к другому. Результаты, опубликованные в научном журнале Nature Plants, обеспечивают совершенно новую основу для разработки биологических средств защиты растений и дополнительного снижения вредных биотоксинов, продуцируемых патогенами растений.

При традиционном выращивании риса в китайской провинции Чжэцзян было замечено, что один генотип рисовых растений (сорт Zhongzao 39) иногда вырабатывает устойчивость к патогену растений Burkholderia plantarii. Этот патоген приводит к неурожаям, а также продуцирует биотоксин, который может вызывать повреждение органов и опухоли у людей и животных.

«До сих пор нельзя было объяснить спорадическую устойчивость растений риса к этому патогену», — говорит Томислав Чернава из Института экологической биотехнологии Технологического университета Граца.

Ученые обнаружили, что устойчивые растения имеют другой бактериальный состав внутри семян, чем растения, чувствительные к болезням. В частности, бактерии рода Sphingomonas значительно чаще встречались в устойчивых семенах. Поэтому исследователи выделили бактерии этого рода из семян и определили бактерию Sphingomonas melonis как ответственный агент за устойчивость к болезням. Эта бактерия производит органическую кислоту (антраниловую кислоту), которая подавляет действие патогена и тем самым делает его безвредным.

«Это также работает, когда изолированный Sphingomonas melonis применяется к неустойчивым растениям риса. Это автоматически делает их устойчивыми к патогену растений Burkholderia plantarii», — поясняет Томислав Чернава. К тому же, бактерия закрепляется в определенных генотипах риса и затем естественным образом передается от одного поколения растений к другому. «Потенциал этого открытия огромен. В будущем мы сможем использовать эту стратегию для сокращения количества пестицидов в сельском хозяйстве и в то же время добиться хороших урожаев», — подчеркивает Чернава.

Источник: Технологический университет Граца

Поделиться:

Похожие статьи