Коріння пшениці адаптує мікробіом до умов зростання

Нове дослідження показало, як пшениця активно керує своїм кореневим мікробіомом, реагуючи на посуху та зрошення.

Пшениця як “інженер” ґрунтових мікробів

Міждисциплінарна команда науковців з USDA-ARS та Університету штату Вашингтон вперше виявила, що пшениця активно формує мікробні спільноти навколо своїх коренів. Це довгострокове дослідження базується на зразках, зібраних у польових умовах на посушливих землях центрального Вашингтону. «Рослина керує збіркою і складом мікробів на своєму корінні», – наголошує дослідниця Ольга Мавроді. Цей механізм аналогічний до того, як “дієта людини формує мікробіом кишечника”.

Використовуючи методи нового покоління секвенування ДНК, вчені дослідили ризосферу – “зону ґрунту, що безпосередньо оточує коріння”, а також саму тканину коренів. Дослідження тривало кілька років, що дозволило простежити динаміку мікробних змін у відповідь на сезонні умови та методи зрошення.

Вибір партнерів залежно від умов

Результати показали, що пшениця не є пасивним учасником взаємодії з мікробами. «Рослина відіграє роль у виборі мікробів, які колонізують її коріння», – підкреслює Мавроді. У посуху перевагу мають одні мікроорганізми, а за зрошення – інші. Це вказує на складну адаптивну взаємодію між рослиною та ґрунтовими умовами.

Дослідження охоплювало ключові стадії росту пшениці: від проростання до збору врожаю. Виявлено, що мікробіом реагує не лише на поточні умови, а й на накопичений ефект попередніх сезонів – у тому числі сівозміну та агротехнічні заходи.

Стратегічне значення для сільського господарства

На відміну від короткострокових досліджень, це довготривале польове спостереження дозволяє зрозуміти, як мікробні спільноти адаптуються до зміни клімату. «Жодне інше дослідження не відстежувало ці зміни з таким рівнем деталізації», – зазначає Мавроді. Отримані знання допоможуть виводити сорти пшениці, що краще витримують посуху, та підвищити їхню врожайність.

Особливо перспективним є ідентифікація мікроорганізмів, природно адаптованих до стресових умов. Це дає змогу не лише покращити врожайність, а й зменшити залежність від добрив і зрошення, що є важливим у посушливих регіонах.

Дослідження майбутнього для агроекосистем

«Цей тип досліджень вимагає часу, командної роботи і терпіння», – підсумовує Мавроді. Зусилля науковців спрямовані на те, щоб дослідження мали практичне значення для фермерів. Усі дані, зібрані за роки, слугують базою для оптимізації сільського господарства в умовах зміни клімату та водних обмежень.

Вивчення того, як рослини інженерують власне мікросередовище, відкриває шлях до створення екологічно стійких агросистем, де кожна клітина в ґрунті працює на здоров’я та врожайність культури.