КУРС ЦБ $ USD 92,5919 EUR 100,2704
00:00:00  00.00.0000
Москва 0 , 0м/с
Бактерии и фосфор: как решить проблему с фосфорным голоданием растений
Около 50% обрабатываемых земель в мире страдают от дефицита фосфора, и здесь могут помочь фосфат-солюбилизирующие микроорганизмы, но не все, а только самые эффективные

Международная группа ученых из Италии (Университет Фоджи) и Великобритании (Институт исследования сельхозкультур Rothamsted Research) опубликовали на портале MDPI статью о пользе фосфат-солюбилизирующих бактерий. Вот о чем рассказывают исследователи.

Фосфор (P) является важным макроэлементом для растений, являясь структурным компонентом нуклеиновых кислот, фосфолипидов и аденозинтрифосфатазы, как ключевого элемента метаболических и биохимических путей, особенно важных для биологической азотфиксации и фотосинтеза.

Даже если фосфор присутствует в почве как в органических, так и в неорганических формах, для поглощения корнями доступно лишь небольшое количество.

Известно, что около 50% обрабатываемых земель в мире страдают от дефицита P из-за недостаточного внесения в сельскохозяйственных системах или из-за того, что он иммобилизован вскоре после внесения в почву, что делает элемент недоступным для растений.

Это связано с его высокой реакционной способностью с катионами, такими как кальций и магний в известковых почвах или алюминий и железо в кислых почвах.

Дефицит P серьезно ограничивает урожайность, и для получения высоких результатов нужно вносить фосфор регулярно. Мировое потребление удобрений с фосфором растет и одновременно повышается риск загрязнения водоемов сточными водами, что усиливает критическую проблему цветения токсичных водорослей.

Центральное значение фосфатов в питании растений и устойчивости сельского хозяйства давно признано. Ученые предпринимают значительные усилия, чтобы понять, как растения адаптируются к дефициту фосфора и найти механизмы, которые бы увеличивали поглощение, транспортировку и использование растением этого вещества.

В частности, на поглощение фосфора влияют корневая архитектура и корневая экссудация органических кислот (например, лимонной, яблочной и щавелевой кислот) и ферментов (фосфатаз и фитаз) в ризосферу, солюбилизирующую неорганические комплексы P и минерализующую органический P, соответственно.

Сейчас роль почвенных микробов, присутствующих в ризосфере растений, приобрела важное значение в целом.

Фосфат-солюбилизирующие микроорганизмы представляют собой группу PGPB, которые, как известно, растворяют как неорганический, так и органический фосфор и поддерживают уровень питательных веществ в почве.

Фосфат-солюбилизирующие микроорганизмы подразделяются на P-солюбилизирующие бактерии (PSB) и P-минерализующие бактерии (PMB) в зависимости от используемых источников фосфора и механизмов, обеспечивающих доступность P для растения. Иногда солюбилизация и минерализация могут сосуществовать в одном и том же бактериальном штамме.

Инокуляция почвы микроорганизмами, способными мобилизовать почвенный фосфор путем солюбилизации или минерализации, соответственно, представляет собой перспективную стратегию защиты урожая.

Кроме того, некоторые фосфат-солюбилизирующие микроорганизмы могут улучшать рост растений не только благодаря лучшей доступности вещества, но и благодаря увеличению площади поверхности корня за счет способности синтезировать и экспортировать гормон ауксин, стимулирующий рост корней.

Индол-3-уксусная кислота является наиболее распространенным производимым ауксином, и считается биостимулятором для корневой системы.

Целью данной работы было оценить эффект инокуляции двумя штаммами Bacillus spp.- 12А и 25А - на развитие проростков пшеницы.

Генотип твердой пшеницы и обычной выращивали в контролируемых условиях в компостной среде с низким P для оценки: (а) влияния бактериальных изолятов на рост растений и архитектуру корневой системы; (б) экспрессия двух ключевых генов, указывающих на ответ при фосфорном голодании поглощением фосфата - TaIPS1 и TaPHT1.6-B1.

Результаты показали, что инокуляция штаммом 12А значительно увеличила длину корня, площадь поверхности корня и биомассу. Кроме того, наблюдалось увеличение сухого веса побегов и содержания Р. Это может быть объяснено способностью штамма 12А продуцировать индол-3-уксусную кислоту в дополнение к P-минерализующей и P-солюбилизирующей способности.

И, напротив, никакого влияния на рост растений не наблюдалось для штамма 25А. Инокулят 25А не оказывал влияния на развитие корня, несмотря на его способность минерализовать и солюбилизировать фосфор. Отчасти это объясняется его неспособностью продуцировать индол-3-уксусную кислоту Наконец, влияние штамма 25А было недостаточным для увеличения роста растений по причине более низкой способности минерализовать Р, чем у штамма 12А.

Анализ экспрессии генов показал общую низкую экспрессию TaIPS1 в инокулированных растениях и высокую экспрессию TaPHT1.6-B1 в растениях, инокулированных 12А. Это говорит о том, что P-чувствительные гены могут быть полезными молекулярными индикаторами для оценки эффективности PSB и PMB.

В целом, ученые приходят к выводу: положительный ответ роста растений на инокуляцию и анализ экспрессии генов позволяют предположить, что штамм Bacillus sp. 12А – многообещающий кандидат для производства биоудобрений.

Источники: АгроXXI
среда, 27 марта 2024
вторник, 26 марта 2024
пятница, 22 марта 2024
четверг, 21 марта 2024
среда, 20 марта 2024
вторник, 19 марта 2024
понедельник, 18 марта 2024
четверг, 14 марта 2024
среда, 13 марта 2024
вторник, 12 марта 2024
понедельник, 11 марта 2024
четверг, 07 марта 2024
среда, 06 марта 2024
Все новости