Микроорганизмы как средство биологической борьбы с Fusarium
Предыстория
Несколько групп ученых в последние 10 лет начали интенсивно изучать бактерии, что живут естественным образом в почве. Цель исследований была проста: узнать, а можно ли как-то использовать природные бактерии для защиты растений от своих агрессивных собратьев? Очень приблизительные наблюдения за поведением бактерий биологи делали и раньше. Делали и документировали, чтобы будущим исследователям не брать микроорганизмы наобум, а начинать с уже известных «взаимоотношений». Потому и болезни растений и их потенциальное решение в этом исследовании появились не совсем случайно.
Исследования
Польские ученые Урсула Вачовська (Urszula Wachowska), Катарина Кучарська (Katarzyna Kucharska) и другие, в ноябре 2012 года провели исследование, в котором изучали воздействие нескольких видов бактерий на одно из самых известных заболеваний растений — Фузариоз (Fusarium). Этот грибок опасен людям, животным (особенно лошадям) и насекомым из-за того, что в процессе жизнедеятельности производит определенные яды. Их называют микотоксины. Вы наверное и представить себе не можете, что в свое время один из микотоксинов всерьез намеревались использовать как боевое отравляющее вещество.
Но именно тем и хороша природа, что в ней всегда есть место равновесию и на каждый яд найдется свое противоядие. Существует множество подвидов и штаммов рода «фузариум», но ученые решили изучать не все (т.к. это просто титанический объем работы и времени), а лишь некоторые из тех, что чаще всего встречаются на озимой пшенице. В частности: фузариозную корневую гниль пшеницы, фузариозную гниль прикорневой части стебля, фузариоз всходов пшеницы и фузариоз колоса. Против них использовали бактерии рода Sphingomonas и Bacillus, а также дрожжи рода Cryptococcus, Rhodotorula, и Saccharomyces.
Защиту растений физически осуществляли следующим образом: двухнедельные всходы пшеницы обработали жидким составом в котором содержались защитные грибки и бактерии (говоря научным языком, бактериальной суспензией). Групп растений специально сделали достаточно, чтобы каждую группу можно было обработать только одним штаммом. Потом по прошествии от 1-х до 4-х суток на обработанные растения нанесли фузариозный грибок (тоже по одному штамму из тех, что были описаны выше) и стали наблюдать, собирать данные и анализировать их при помощи специальных компьютерных программ.
Результаты
Чтобы не перегружать текст научной терминологией и подробного описания процесса проведения эксперимента, сразу скажем о том, что из этого получилось.
Все испытанные дрожжи (дрожжевые грибки) произвели эффект замедления развития на колонии фузариозного грибка. В тех же самых условиях бактерии были враждебны по отношению к нему. Саженцы озимой пшеницы, которые были обработаны суспензией с микроорганизмами демонстрировали гораздо меньше симптомов заболевания, чем необработанные саженцы. А бактерии рода Bacillus имели в сравнении с остальными гораздо более сильный фунгицидный эффект. Их подвид Bacillus subtilis в добавок еще и подавлял рост колоний фузариоза (F.graminearum) на 97% в сравнении с незащищенными группами.
Было подтверждено, что изменения в иммунитете растений происходят благодаря бактериям, которые позволяют ему включать более эффективные механизмы защиты от инфекций, не неся значительных затрат. И самое интересное то, что эта защитная реакция также может быть использована для увеличения скорости роста и урожайности в полевых условиях.
Выводы
Если говорить о практической стороне, то вопрос: «Где взять эти полезные бактерии?» – на самом деле не стоит. Например, в биопрепарате «Глобиома Биота Макс» среди 10 полезных микроорганизмов содержится 5 штаммов бактерий рода Bacillus: Bacillus subtilis, Bacillus laterosporus, Bacillus licheniformus, Bacillus megaterium, Bacillus pumilus. Ведь многие новые технологии на деле иногда оказываются настолько старыми, что им уже исполнились миллионы лет и новизна их состоит только в том, что мы, люди, узнали о них совсем недавно. Вопрос скорее в другом: а готовы ли Вы на самом деле к тому, что прогресс шагает вперед? Это решать только вам, уважаемые читатели.
Ниже представлена полная версия оригинальной научной статьи с переводом: