Сфагновый мох «подарил» ученым полезные бактерии

Источник: esacademic.com

Симбиоз играет важную роль в жизни множества видов, особенно среди растений. Даже те растения, которые способны сами обеспечивать себя нужными веществами, успешно взаимодействуют с бактериями. Сфагнум же использует множество штаммов микробов для разных целей. Примерно в 70-х годах прошлого века стало известно, что внутри мха живут цианобактерии, захватывающие молекулярный азот и снабжающие им растения. А метанотрофные бактерии подкармливают мох усвоенным углеродом. Новое исследование, проведенное учеными России и Австрии, было направлено на поиск других, ранее неизвестных штаммов обитателей мха. Сфагновый мох отличается высокой устойчивостью к патогенным микробам, бактериям и грибкам. Ученые предположили, что в основе защиты растения — действие полезных бактерий.

В проекте участвовали специалисты ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии, Ботанического института РАН в Санкт-Петербурге, а также ученые Технологического университета и Грацского университета имени Карла и Франца (Австрия). Образцы мха видов Sphagnum fallax и Sphagnum magellanicum собирались в австрийских Альпах, а также в Ленинградской области. Листья мха состоят из двух типов клеток: хлороцитов (узкие зеленые клетки, отвечающие за фотосинтез) и гиалиновых (широкие и полые клетки, запасают воду и поддерживают структуру листа). Бактерии живут в гиалиновых клетках, прикрепляясь к внутренней стороне клеточных стенок. Как отмечает участник проекта Андрей Щербаков, было выделено свыше 300 изолятов бактерий. Изучив ДНК представителей колоний, ученые отнесли их к родам Pseudomonas, Burkholderia, Flavobacterium, Serratia и Collimonas.

Вполне возможно, что некоторые из штаммов относятся к новым, ранее не встречавшимся видам. Но еще более интересны свойства выделенных бактерий. Более половины штаммов способны уничтожать грибы рода Fusarium, вызывающие болезни растений. Примерно треть штаммов обладает активностью в отношении известных патогенных бактерий. Некоторые штаммы могут подавлять и грибковые, и бактериальные болезни. Несколько штаммов способствовали усвоению растениями фосфора, растворяя его малорастворимые соединения, такие, как фосфоритная мука и ортофосфат кальция. И шесть штаммов проявили способность стимулировать рост растений. Ученые решили проверить, нельзя ли заселить таких полезных «соседей» в прикорневой слой почвы возле сельскохозяйственных растений (ризосферу).

Некоторые штаммы смогли прижиться в новых для себя условиях, образовали колонии и биопленки на корнях пшеницы и томатов. Отобрав 10 наиболее перспективных штаммов, исследователи использовали их для обработки семян томатов и пшеницы. Растения из таких семян развивались быстрее, чем из обычных. Число заболеваний корневой гнилью (вызывается грибком Fusarium culmorum) сократилось на 50%. Таким образом, ученые не только выделили из сфагновых мхов полезные бактерии, но и доказали возможность их использования в сельском хозяйстве. На основе нескольких штаммов, обладающих комплексом ценных свойств, будут разработаны биопрепараты для защиты культурных растений и повышения их урожайности.