Американские фермеры ежегодно тратят около 8 миллиардов долларов на азотные удобрения, а избыток удобрений попадает в реки и ручьи, повреждая системы водоснабжения. Новое открытие команды исследователей из университета Миссури поможет фермерам использовать меньше азотных удобрений и наносить меньший вред окружающей среде, сообщает «АгроНовости».
Это исследование было опубликовано в журнале «Science» в этом месяце.
Профессор ботаники из колледжа сельского хозяйства, пищевых и природных ресурсов Гэри Стейси обнаружил, что сельскохозяйственные культуры, такие как кукуруза «путаются» когда сталкиваются с инвазивными, но полезными бактериями, такими как ризобии. При взаимодействии бактерий и растений, бактерии получают питательные вещества и в свою очередь вырабатывают необходимый растениям азот. В своем исследовании Стейси обнаружил, что многие растения принимают бактерии, но не пытаются тесно взаимодействовать с ними.
«Проблема в том, что кукуруза, помидоры и другие культуры не пытаются тесно взаимодействовать с клубеньковыми бактериями, таким образом, фермеры вынуждены применять больше азотных удобрений, чем это необходимо», говорит Стейси. «Ученые узнали об этом взаимодействии еще в 1888 году, но оно есть только у бобовых культур, таких как соя или люцерна. Мы работаем над тем, чтобы передать эту черту другим растениям, таким как кукуруза, пшеница или рис, мы верим, другие растения примут эти бактерии. Это будет огромный шаг вперед».
Когда бобовые растения принимают сигнал от бактерий, они создают узелки, где бактерии производят азот, который растения используют для стимуляции роста. На других растения не происходит такая реакция.
Соавтор исследования Янь Лян говорит, что эта бактерия была разработана для подавления химической защиты бобовых, чтобы те признали ее как друга. Но помидоры, кукуруза, пшеница и другие зерновые культуры все еще пытаются защитить себя от этой бактерии.
В ходе исследования, Стейси и Лян смотрели как кукуруза, соевые бобы, помидоры и другие растения, реагируют при воздействии химического сигнала от бактерии ризобии. Они обнаружили, что растения действительно получают одинаковый сигнал. Тем не менее, соя, кукуруза и другие зерновые не доходят до полного дополнительного этапа формирования узелков, которые позволяют бактериям процветать.
«Важным открытием было то, что эти другие растения не просто игнорируют бактерии ризобии», говорит Стейси. «Они признают их, но активируют другие механизмы. Наш следующий шаг заключается в определении того как растения понимают эти сигналы и добиться нужной нам реакции, чтобы растения формировали узелки, которые привлекают бактерии вместо попыток бороться с ними».
