Mikroorganizmy kluczem do zrównoważonego rolnictwa

Umiejętność wykorzystywania przez rośliny bakterii do zwiększania wzrostu jest znana agronomom. Niektórzy hodowcy uważają, że zrozumienie mechanizmów, które umożliwiają roślinom przyciąganie efektywnych mikroorganizmów jest kluczem do zrównoważonego rolnictwa w przyszłości.

Przeszkodą w wykorzystywaniu pracy tych organizmów jest złożona genetyka i czynniki środowiskowe, które rządzą wzrostem roślin. Pozostawione bez nadzoru, rośliny nie zawsze wchodzą w symbiozę z odpowiednimi bakteriami, zamiast tego otaczając się zarówno pomocnymi, jak i nieefektywnymi organizmami. Próby zaszczepiania korzystnych bakterii w glebie zwykle kończyły się porażką.

„Bardzo trudno jest przewidzieć, które kombinacje mikroorganizmów odniosą sukces w warunkach polowych, gdyż te, które przynosiły korzyści roślinom w laboratorium, nie zawsze są w stanie rywalizować z dotychczasowymi mieszkańcami pól - powiedział prof. ekologii ewolucyjnej Joel Sachs z University of California w Riverside. - Obiecującą alternatywą jest uprawianie roślin, które są lepsze we współpracy z właściwymi mikroorganizmami, co będzie przekazane dalszym pokoleniom”.

W badaniu opisanym w magazynie „New Phytologist” zespół Sachsa skupił się na tym, jak genetyka roślin i czynniki środowiskowe wpływają na populacje organizmów glebowych.

Naukowcy wzięli pod lupę rodzimą roślinę kalifornijską Acmispon strigosus z rodziny bobowatych i sprawdzali, jak reaguje ona na różne szczepy bakterii wiążących azot w zależności od zmian w środowisku. Co zaskakujące, okazało się, że zmienianie warunków poprzez nawożenie nie wpływało na związki roślin z mikrobami. To różnice genetyczne między roślinami były najważniejszą kwestią, jeśli chodzi o wchodzenie w relacje z najlepszymi bakteriami. Innymi słowy, jedne okazy Acmispon strigosus były skuteczniejsze niż inne w rozwijaniu takiej symbiozy.

Rośliny, które były w tym najlepsze, odnosiły też największe korzyści, jeśli chodzi o wzrost. Naukowcy odnotowali, że symbioza z wysoce efektywną bakterią Bradyrhizobium przyniosła aż 13-krotne zwiększenie wzrostu roślin.

„Mamy nadzieję, że agronomowie wykorzystają te badania do stworzenia odmian roślin, które zrobią największy użytek ze związków z mikroorganizmami. Takie działanie mogłoby zredukować wykorzystanie nawozów sztucznych, które są drogie i mogą zanieczyszczać środowisko” - zauważyła autorka badania Camille Wendlandt.

Dalsze badania w laboratorium skupią się na tym, czy bobowate wykazują różnice genetyczne, kiedy współdziałają z bardziej złożonymi populacjami mikroorganizmów, podobnymi do tych w glebach uprawnych. Badacze zamierzają też włączyć do badań wspięgę wężowatą, ważną roślinę strączkową w Afryce Subsaharyjskiej. (PAP)

mrt/ agt/