Журнал Science опубликовал исследование в этом месяце.Гэри Стейси, исследователь Центра наук о жизни Университета Бонда и профессор наук о растениях в Колледже сельского хозяйства, продовольствия и природных ресурсов, обнаружил, что сельскохозяйственные культуры, такие как кукуруза, «сбиваются с толку», когда сталкиваются с инвазивными, но полезными бактериями. известны как бактерии ризобии. Когда бактерии правильно взаимодействуют с культурой, бактерии получают часть пищи от растений и одновременно производят азот, в котором нуждается большинство растений.
В своем исследовании Стейси обнаружил, что многие другие культуры распознают бактерии, но не пытаются тесно с ними взаимодействовать.«Проблема в том, что кукуруза, томаты и другие культуры имеют разную реакцию и не поддерживают тесное взаимодействие с ризобиями, что заставляет фермеров применять большее количество азота, чем могло бы потребоваться в противном случае», — сказала Стейси. «Ученые знали об этой полезной взаимосвязи с 1888 года, но она существует только у бобовых культур, таких как соевые бобы и люцерна. Мы работаем над переносом этой черты на другие растения, такие как кукуруза, пшеница или рис, что, по нашему мнению, возможно, поскольку эти другие растения распознают бактерии. Это хороший первый шаг ».
Когда бобовые культуры, такие как соя, воспринимают сигнал от бактерий, они создают клубеньки, в которых собираются бактерии, и производят атмосферный азот, который затем растения могут использовать для стимуляции своего роста. У других растений такой реакции не бывает.«Между растением и патогеном идет постоянная борьба», — сказал Ян Лян, соавтор исследования и научный сотрудник MU. «В конце концов Rhizobia разработала химическое вещество, которое подавляет защитную реакцию у бобовых и заставляет эти растения распознавать его как друга.
Между тем кукуруза, томаты и другие культуры все еще пытаются защитить себя от этих бактерий».В ходе исследования Стейси и Лян обработали кукурузу, сою, помидоры и другие растения, чтобы посмотреть, как они реагируют на химический сигнал от бактерий ризобий.
Они обнаружили, что растения действительно получали сигнал и, как бобовые, подавляли нормальную иммунную систему растений. Однако соя, кукуруза и другие растения не завершают дополнительный этап формирования клубеньков, позволяющий бактериям процветать.«Важным открытием было то, что эти другие растения не просто игнорировали бактерии ризобий», — сказала Стейси. «Они осознали это, но просто активировали другой механизм. Наш следующий шаг — определить, как мы можем заставить растения понять, что это полезные отношения, и заставить их активировать другой механизм, который будет производить клубеньки, которые привлекают бактерии, а не пытаясь сразиться с ними ".
Исследование финансировалось за счет гранта Министерства энергетики США. Для получения дополнительной информации об этом исследовании посетите: http://decodingscience.missouri.edu/2013/09/the-secret-of-the-legume.