Растения могли бы получать больше питательных веществ из почвы, если бы у них было больше полезных микроорганизмов. Недавно выявленная мутация в пшенице может сделать ее более привлекательной для микробов, что позволит фермерам снизить использование синтетических удобрений.
Исследование открывает путь к более устойчивому сельскому хозяйству, по мнению молекулярного биолога из Университета Северной Каролины Хайке Седерофф и его коллеги из Университета науки и технологий Китая Ченг-Ву Лю.
Промышленное удобрение, богатое синтетическим азотом, фосфатами и другими химическими веществами, способствует росту сельскохозяйственных культур, особенно пшеницы и других злаков, но его избыток может вызвать загрязнение грунтовых вод и потепление климата, говорится в исследовании, опубликованном в журнале Nature.
Растения могли бы использовать часть питательных веществ из почвы, если бы ученые смогли привлечь больше микроорганизмов. Бобовые, такие как горох и фасоль, образуют клубеньки с бактериями, которые выделяют азот в обмен на питание. Бобовые и другие культуры также имеют взаимовыгодные отношения с грибами, которые предоставляют фосфаты и воду по своей сети нитей в почве.
Растения привлекают полезные микроорганизмы через молекулярные сигналы, называемые флавоноидами. Исследователи обнаружили лабораторный штамм растения с мутацией в гене CNGC15, которая увеличивает продолжительность молекулярных сигналов и привлекает больше полезных микроорганизмов.
В тепличных экспериментах бобовые растения с мутацией образовали на 10% больше связей с грибами и поглощали больше питательных веществ, улучшив соотношение азота и углерода в листьях на 20%. Мутация не оказала вредного воздействия.
Затем та же мутация была обнаружена в двух видах пшеницы. В полевых испытаниях они обнаружили, что корни мутантной пшеницы развили на 20% больше связей с грибами, чем обычная пшеница, даже после обогащения почвы азотом и фосфатами. В листьях одного из видов мутантной пшеницы соотношение азота и углерода было на 10% выше.
Дальнейшие испытания покажут, повышает ли мутация урожайность, что будет выгодно для фермеров и окружающей среды. Мутация может быть полезна для широкого спектра сельскохозяйственных культур, говорит генетик растений из Кембриджского университета Джайлс Олдройд,
