Кукурудза виділяє речовини, які приваблюють корисних мікробів

Кукурудза виділяє у ґрунт особливі речовини, які приваблюють до коріння рослини деякі види бактерій, які виробляють корисні для злаку речовини, і одночасно є отрутою для інших мікроорганізмів, заявляють британські біологи у статті, опублікованій у журналі PLoS One.

"Ми давно знали, що деякі рослини виділяють різні сполуки зі своїх коренів, які приваблюють мікробів. Насправді, ґрунт навколо коренів рослин кишить бактеріями, щільність "населення" яких приблизно у 100 разів вищий, ніж у вільному ґрунті", - пояснив керівник групи біологів Ендрю Ніл (Andrew Neal) із Ротамстедського дослідного центру у місті Хертфордшир (Великобританія).

Як зазначив учений, зазвичай, бактерій приваблюють прості речовини - цукри та органічні кислоти - непогані джерела енергії для бактерій. Складніші речовини не вважалися привабливими, тому що вони зазвичай є токсичними для мікробів.

Ніл та його колеги вивчали склад хімічних речовин, які виділяються у ґрунт корінням молодих паростків кукурудзи. Крім звичайного набору простих вуглеводнів та карбонових кислот, вчені виявили безліч молекул, що належать до класу бензоксазиноїдів. Це складні органічні сполуки, до складу яких входить кілька вуглеводневих кілець, у структурі яких присутні атоми азоту і кисню.

Як зазначають біологи, дані речовини зазвичай використовуються рослинами для захисту листя та пагонів від паразитів, що живуть не під землею, а на поверхні ґрунту. Незважаючи на токсичність бензоксазиноїдов, підземні мікроорганізми відчували себе непогано і навіть прагнули потрапити туди, де цих речовин було особливо багато.

Автори статті спробували вирішити цей парадокс, вивчивши геном однієї з таких ґрунтових бацил - грам-негативної палички Pseudomonas putida. Ця бактерія стійка до багатьох токсинів і здатна харчуватися практично будь-якою органікою, у зв'язку з чим деякі вчені пропонують використовувати її для очищення стічних вод та розкладання відпрацьованих вуглеводневих продуктів - мінерального масла, розчинників та інших речовин.

Аналіз генома показав, що частина генів Pseudomonas putida була пов'язана з бензоксазиноїдами. Як стверджують вчені, такі фрагменти ДНК дозволяли бактерії знаходити молекули цієї речовини і розкладати їх. Крім того, поява бензоксазиноїдів у живильному середовищі "вмикало" інші гени, які змушували мікроорганізм виділяти у навколишнє середовище залізо, фосфор та інші корисні речовини.

"Тепер у нас є свідчення того, що Pseudomonas putida використовує ці токсичні речовини як "маяк", за сигналом якого вони рухаються в бік коренів кукурудзи. Бацили не лише доставляють живильні речовини рослинам, але і конкурують із хвороботворними мікробами, тим самим знижуючи їхню кількість", - продовжив Ніл.

Вчені планують продовжити своє дослідження та вивчити інших бактерій, що мешкають біля коріння кукурудзи.

"Наступним важливим кроком стане визначення складу співтовариства мікробів, який задається кореневими феромонами кукурудзи, і визначити те, які позитивні ефекти має кожен мікроорганізм на швидкість росту рослини, її здоров'я та якість ґрунту", - підсумовує інший учасник групи Журріан Тон (Jurriaan Ton) з університету Шеффілда (Велика Британія).