Фото: SuperAgronom.com
Всходы нута
Для решения проблемы питания растений ученые собрали коллекцию генов азотфиксирующих бактерий. Такие гены позволяют бактериям-колонизаторам растений извлекать азот из воздуха и превращать его в аммиак, который служит удобрением для растений.
В конце прошлого месяца группа ученых во главе с экспертами из Университета штата Вашингтон опубликовали в журнале Nature Microbiology исследования «Контроль азотфиксации у бактерий, которые ассоциируются с зерновыми культурами», пишет phys.org.
Выводы ученых помогут в будущем решить проблему уменьшения норм внесения минеральных удобрений при выращивании пшеницы, кукурузы и сои.
«Растет интерес к уменьшению количества синтетических удобрений, используемых в сельском хозяйстве, потому что это дорого, имеет негативное влияние на окружающую среду и требует много энергии для производства удобрений. Существует огромное преимущество в разработке способов увеличения вклада биологической фиксации азота в растениеводстве по всему миру», — отметил соавтор исследования, директор Института биологической химии WSU Джон Питерс.
Бобовые культуры, такие как нут и чечевица, требуют значительно меньшего количества удобрений. Это объясняется их симбиотическими связями с бактериями, которые колонизируют корневую систему растений. Эти бактерии превращают газообразный азот в аммиак с помощью процесса биологической фиксации азота.
Бактерии берут азот из воздуха и превращают его в аммиак, который растения потребляют в качестве естественного удобрения. Бобовые в свою очередь обеспечивают микробов углеродом и другими питательными веществами.
В ходе данных симбиотических завязей растения выделяют химические вещества, которые сигнализируют бактериям, когда им нужен фиксированный азот. Бактерии в свою очередь производят похожие сигналы, чтобы растения знали, когда им нужен углерод.
В поисках синтетического аналога для подобного симбиоза между другими бактериями и культурами, ученые работали над определением групп генов в бактериях, отвечающих за фиксацию азота, а затем добавляли эти группы генов в другие бактерии.
По мнению ученых, сокращение потребности основных культур в азотных удобрениях может существенно повлиять на хозяйство во всем мире, особенно в развивающихся странах, где удобрения слишком дороги для фермеров.