Симбиотические микроорганизмы повышают устойчивость растений к соленой воде

Дефицит пресной воды для орошения сельхозкультур является серьезной проблемой в странах жаркого климата. Использование соленой воды для полива растений до сих пор невозможно из-за чувствительности многих растений к повышенной концентрации солей. Исследователи из Университета науки и техники имени короля Абдаллы (KAUST) (Саудовская Аравия) совместно с учеными из Египта, обнаружили, что почвенный гриб, обитающий в пустыне, может помочь томатам справиться с повышенной концентрацией солей. Это представляет возможность создать новую ключевую технологию для стран, испытывающих недостаток в водных ресурсах. По словам Мохамеда Абдельазиза, который работал в этом проекте вместе с Херибертом Хиртом, повышение солеустойчивости растений, их урожайности и качества продукции имеет жизненно важное значение, но этого необходимо добиться экологически устойчивым и относительно недорогим способом.

Исследователи обнаружили, что почвенный гриб Piriformospora indica образует симбиоз со многими видами растений. Предыдущие исследования показали, что в результате симбиоза улучшается рост ячменя и риса в условиях солевого стресса (при выращивании с высоким содержанием солей). Хотя первоначальные исследования показывают, что гриб может улучшить рост растений томата при длительном орошении соленой водой, механизмы этого процесса неясны. Кроме того, мало известно о взаимодействии грибов с растениями в течение всего вегетационного периода. По словам Абдельазиза, толерантность растений к соли является сложным признаком, на который влияют многие факторы. Механизм солеустойчивости зависит от правильной активации генов солеустойчивости, стрессов на клеточных мембранах и накопления токсичных ионов натрия. Ученые наблюдали за показателями роста в течение четырех месяцев на растениях томата, колонизированных P.indica, и в необработанной контрольной группе. Обе группы растений выращивали в тепличных условиях. Ученые изучили генетические и ферментативные реакции на солевой стресс в обеих группах.

Основную угроза для растений в условиях солевого стресса создает накопление ионов натрия, что влияет на обмен веществ в растениях и рост листьев и плодов. Например, избыток натрия в побегах и корнях нарушает содержание калия, который жизненно необходим для протекания множества ростовых процессов от прорастания семян до активации энзимов. Исследователи показали, что колонизация P.indica увеличивает экспрессию гена в листьях, называемого LeNHX1, одного из семейства генов, ответственных за удаление натрия из клеток. Кроме того, содержание калия в листьях, побегах и корнях группы P.indica были выше, чем в контроле. Симбиоз с P.indica также повышает уровень активности антиоксидантных ферментов, обеспечивая дополнительную защиту. В опытах колонизация P.indica повысила урожай плодов томатов на 22% в нормальных условиях и на 65% в засоленных условиях. По словам Абдельазиза, колонизация корней овощных растений – простой и недорогой метод, подходящий для всех производителей, от мелких фермеров до крупных хозяйств.

(прим. переводчика: это очень многообещающее открытие, осталось дождаться, пока кто-то выведет на рынок коммерческий препарат, содержащий P.indica.)