W skrócie
- Zespół naukowców odkrył, że bakterie żyjące przy korzeniach roślin mogą pomagać uprawom przetrwać na zasolonej glebie i poprawić wysokość plonów.
- Badania wykazały, że bakterie z grupy Pseudomonas stają się bardziej obecne przy korzeniach roślin, gdy ziemia jest bardziej słona, i pobudzają uprawy do produkcji większej ilości ligniny.
- Odkrycie sugeruje, że wykorzystanie naturalnie występujących bakterii może stanowić alternatywę dla chemicznych środków wspierających rośliny w zasolonym środowisku.
- Więcej podobnych informacji znajdziesz na stronie głównej serwisu, otwiera się w nowym oknie
Zmiana klimatu, podnoszenie się poziomu mórz i intensywne nawadnianie sprawiają, że coraz więcej gruntów rolnych ulega zasoleniu. Dla wielu roślin oznacza to zahamowanie wzrostu, uszkodzenie korzeni, a często także znacznie niższe plony. Zespół naukowców z Uniwersytetu Wschodniej Anglii oraz chińskich ośrodków badawczych odkrył jednak naturalny mechanizm, który może pomóc rolnictwu poradzić sobie z tym problemem.
Badania opublikowane w czasopiśmie Science Advances pokazują, że rośliny potrafią "rekrutować" do swoich korzeni określone bakterie glebowe, które zwiększają ich odporność na słone środowisko.
Rośliny same przyciągają pomocników
Naukowcy przeanalizowali mikroorganizmy żyjące wokół korzeni różnych gatunków roślin uprawnych, między innymi kukurydzy, pomidorów i rzepaku. Okazało się, że gdy gleba staje się bardziej słona, przy korzeniach regularnie pojawiają się bakterie z grupy Pseudomonas.
Zobacz również:
Co ważne, zjawisko występowało niezależnie od gatunku rośliny i rodzaju gleby. Zdaniem badaczy oznacza to, że nie jest to przypadek, lecz powszechny mechanizm wykształcony w czasie ewolucji.
Profesor Jonathan Todd z Uniwersytetu Wschodniej Anglii wyjaśnia, że bakterie te posiadają zestaw genów pozwalających im dobrze funkcjonować nawet przy wysokim zasoleniu. Dzięki temu mogą przetrwać tam, gdzie wiele innych mikroorganizmów sobie nie radzi.
Nie usuwają soli. Robią coś znacznie ciekawszego
W kolejnym etapie badań naukowcy dodali wybrane szczepy bakterii do upraw soi. Zarówno w doświadczeniach szklarniowych, jak i podczas prób polowych rośliny rozwijały silniejsze korzenie, lepiej rosły i dawały wyższe plony niż rośliny pozbawione bakteryjnych pomocników.
Największym zaskoczeniem okazał się jednak sposób ich działania. "Przez dziesięciolecia sądzono, że rośliny radzą sobie z zasoleniem przede wszystkim dzięki kontrolowaniu ilości sodu. My nie znaleźliśmy żadnych dowodów na to, że bakterie wpływają na transport soli" - mówi prof. Jonathan Todd. Zamiast tego mikroorganizmy pobudzały rośliny do produkcji ligniny.
Naturalna tarcza ochronna dla korzeni
Lignina to substancja budująca ściany komórkowe roślin. To właśnie ona odpowiada za twardość drewna i wzmacnia tkanki. Badacze wykazali, że u roślin zasiedlonych przez bakterie zawartość ligniny w korzeniach wzrastała o ponad 30 proc. podczas stresu wywołanego zasoleniem.
Kiedy naukowcy zwiększyli aktywność genów odpowiedzialnych za produkcję ligniny, rośliny jeszcze lepiej radziły sobie w słonej glebie. Z kolei rośliny, które nie były w stanie jej wytwarzać, traciły wszystkie korzyści płynące z obecności bakterii.
To pokazuje, że mikroorganizmy nie chronią roślin bezpośrednio przed solą. Uruchamiają natomiast ich własny system obronny.
Szansa dla rolnictwa w ocieplającym się świecie
Według autorów badań odkrycie może znaleźć praktyczne zastosowanie w rolnictwie. Zamiast opracowywać kolejne chemiczne preparaty, możliwe będzie wykorzystanie naturalnie występujących bakterii do poprawy odporności upraw.
Zobacz również:
"Mamy nadzieję, że nasze odkrycie otworzy nowe możliwości dla rolnictwa. Preparaty oparte na naturalnie występujących bakteriach mogłyby pomagać roślinom rosnąć na zasolonych glebach bez konieczności intensywnego stosowania środków chemicznych" - mówi prof. Todd.
To może mieć duże znaczenie w najbliższych dekadach. Zasolenie dotyka już ogromnych obszarów gruntów rolnych na świecie, a wraz z postępującą zmianą klimatu i wzrostem poziomu mórz problem będzie się nasilał. Jeśli odkrycie uda się wykorzystać na większą skalę, niewielkie bakterie mogą stać się jednym z ważnych sprzymierzeńców rolników w utrzymaniu produkcji żywności.
