Такие гены позволяют бактериям-колонизаторам растений извлекать азот из воздуха и превращать его в аммиак, естественное удобрение.

Группа ученых, в числе которых два эксперта из Университета штата Вашингтон, опубликовала исследование «Контроль азотфиксации у бактерий, которые ассоциируются с зерновыми культурами» в конце прошлого месяца в журнале Nature Microbiology.

Эта работа может помочь использовать меньше искусственных удобрений для выращивания таких важных пищевых культур, как пшеница, кукуруза и соя.

«Растет интерес к уменьшению количества синтетических удобрений, используемых в сельском хозяйстве, потому что это дорого, имеет негативное воздействие на окружающую среду и требует много энергии для производства удобрений. Существует огромное преимущество в разработке способов увеличения вклада биологической фиксации азота в растениеводстве по всему миру», - сказал Джон Питерс, директор Института биологической химии WSU и соавтор исследования.

Исследования группы помогают разделить симбиотическую выгоду, обнаруженную в бобовых культурах, на которые фермеры веками полагались для естественного обогащения почвы.

Бобовые культуры, такие как нут и чечевица, нуждаются в значительно меньшем количестве удобрений, чем другие культуры, потому что они разработали симбиотические отношения с бактериями, колонизирующими их корневые системы. Эти бактерии превращают газообразный азот в аммиак с помощью процесса, называемого биологической фиксацией азота.

Бактерии берут азот из воздуха и превращают его в аммиак для растений, которые используют его для роста энергии. Растения в свою очередь обеспечивают углерод и другие питательные вещества для микробов.

Чтобы работать симбиотически, бобовые и микробы в процессе эволюции создали сеть сигналов, понятных друг для друга.

Растения выделяют химические вещества, которые сигнализируют бактериям, когда им нужен фиксированный азот. Бактерии производят похожие сигналы, чтобы растения знали, когда им нужен углерод.

В поисках синтетического аналога для подобного симбиоза между другими бактериями и культурами, ученые работали над определением групп генов в бактериях, ответственных за фиксацию азота, а затем добавляли эти группы генов в другие бактерии.

«Это всего лишь один шаг, хотя и значительный, на пути к выяснению того, как способствовать увеличению вклада биологической фиксации азота в растениеводстве», - сказал Питерс.

Сокращение потребностей в азотных удобрениях может оказать огромное влияние на доступность продовольствия во всем мире, особенно, в развивающихся странах, где удобрения слишком дороги для фермеров, а культуры не будут расти во многих областях из-за бедной азотом почвы.

«Преобразование производства продуктов питания в работу без азотных удобрений может стать огромным событием в слаборазвитых странах. Добавление этих микробов будет похоже на поливание корней специальным раствором», пояснил ученый.

Источник

Запасные части для сельскохозяйственной техники в Волгоградской области © 2019 ООО "ВИКОНТ". Все права защищены