Бактерии могут помочь выращиванию растений на Марсе
Растения клевера, выращенные на марсианских почвах, демонстрируют значительно больший рост при заражении симбиотическими азотфиксирующими бактериями. Франклин Харрис из Университета штата Колорадо, США, и его коллеги представляют эти результаты в журнале открытого доступа PLOS ONE 29 сентября 2021 года.
По мере роста населения Земли исследователи изучают возможность возделывания марсианской почвы или «реголита». Однако в реголите не хватает некоторых основных питательных веществ для растений, включая определенные азотсодержащие молекулы, необходимые растениям для жизни. Следовательно, сельское хозяйство на Марсе потребует стратегии увеличения количества этих соединений азота в реголите.
Харрис и его коллеги предполагают, что бактерии могут сыграть положительную роль в повышении плодородия марсианских почв. На Земле бактерии в почве помогают преобразовывать или «фиксировать» атмосферный азот в молекулы, в которых нуждаются растения. Некоторые из этих микробов имеют симбиотические отношения с растениями, в которых они фиксируют азот в клубеньках на корнях растений.
Чтобы изучить возможную роль симбиотических азотфиксирующих бактерий в астро-сельском хозяйстве, исследователи вырастили клевер в искусственном реголите, который очень похож на марсианский. Они заразили некоторые растения микробом Sinorhizobium meliloti, который обычно встречается в клубеньках корня клевера на Земле. Предыдущие исследования показали, что клевер можно выращивать в реголите, но не изучалась инокуляция азотфиксаторами.
Исследователи обнаружили, что у привитого клевера рост корней и побегов на 75% больше, чем у неинокулированного клевера. Однако реголит, окружающий инокулированные растения, не показал признаков повышенного содержания NH4 — важной азотсодержащей молекулы для растений — по сравнению с реголитом, окружающим неинокулированные растения.
Эти данные свидетельствуют о том, что симбиотические микробы стимулировали рост клевера, но не приводили к избыточному производству соединений азота, которые могли бы гипотетически использовать другие растения, растущие поблизости. Исследователи также вырастили немного клевера в горшечной почве и отметили определенные различия в симбиотических отношениях при сравнении растений, выращенных в реголите, с почвой.
Эти результаты предполагают возможность того, что симбиоз между растениями и азотфиксирующими бактериями может помочь сельскому хозяйству на Марсе. В будущих исследованиях можно было бы продолжить изучение таких взаимосвязей с другими культурами и решить проблемы, связанные с токсичностью растений в реголите.
«Это исследование показывает, что клубенькообразующие бактерии Sinorhizobium meliloti образуют клубеньки в марсианском реголите, значительно увеличивая рост клевера (Melilotus officinalis) в тепличных условиях. Эта работа расширяет наше понимание того, как взаимодействие растений и микробов поможет усилиям по терраформированию реголита на Марсе», — говорят исследователи.
Также читайте: Ученые Сколтеха разработали искусственный интеллект для наблюдения за теплицами на Марсе
Источник: Государственный университет Колорадо
