Изучение микробиома позволяет выращивания здоровых и устойчивых сельскохозяйственных культур

Інновації

Во всем мире сельское хозяйство сталкивается с огромными проблемами из-за глобальных изменений, вызванных деятельностью человека. Засуха, суровые погодные явления, рекордные температуры и новые патогены угрожают мировому продовольствию. По этой причине нам необходимо сделать наши посевы более устойчивыми без дальнейшего загрязнения окружающей среды. Исследования микробиома и управление им предлагают большой потенциал для достижения этих целей, пишет Флора и Фауна. 

Новое исследование международной исследовательской группы под руководством Технологического университета Граца (TU Graz), опубликованное в научном журнале New Phytologist , открывает здесь новые перспективы.

Важность микробиома для живых организмов

Исследованиям микробиома всего несколько десятилетий, но они уже привели к некоторым революционным открытиям. Во-первых, люди, животные и растения имеют очень специфически адаптированные микробиомы, которые взяли на себя важные функции. И организм, и микробиом эволюционировали в процессе совместной эволюции, то есть во взаимном влиянии. Это было подтверждено настоящим исследованием. Сегодня мы считаем все организмы «холобионтами» - совместно функционирующими единицами с многочисленными специализированными микроорганизмами. Последние всегда численно превосходят; у людей, например, микроорганизмов в десять раз больше, чем в их собственных клетках. Таким образом, микробиом классифицируется как важная цель для новых лечебных и профилактических мероприятий. Это в равной степени справедливо и для культурных растений, но потенциал здесь пока мало известен и не используется.

Подтверждение теории коэволюции.

Междисциплинарная группа исследователей сравнила микробиом современных одомашненных культур яблони, то есть специально выведенных и культивируемых сортов, с микробиомом их диких предков, а также с микробиомом близкородственных видов. С помощью молекулярного анализа и биоинформатических методов группа впервые смогла определить, что микробиом наследуется в той же степени, что и гены. Таким образом, яблоки, которые генетически похожи, также содержат аналогичный микробиом. И что удивительно, наши современные сорта яблок все еще содержат часть микробиома их диких предков.

Исследование показывает, что микробиом тоже «разводится» и со временем сильно изменился. До сих пор это происходило непреднамеренно, и многие микроорганизмы были потеряны в процессе. Эти потерянные микроорганизмы теперь могут помочь нам снова сделать наши культуры пригодными для изменения климата. Это связано с тем, что в настоящее время селекция сосредоточена не на размере и сладости яблок, а на их устойчивости и здоровье. Исследовательская группа убеждена, что микробиом диких предков, происходящих из горного хребта Внутренней Азии Тянь-Шаня, содержит ценные для этого микроорганизмы.

Полезные результаты исследований для сельского хозяйства

По мнению первого автора исследования, Ахмеда Абдельфаттаха из Института экологической биотехнологии, «результаты проясняют длительные научные дебаты и закладывают основу для новых экологических стратегий в селекции растений».

Например, можно было бы изменить микробиом растений путем целенаправленного введения микроорганизмов для повышения устойчивости растений. Это то, на чем специализируется Институт экологической биотехнологии в Техническом университете Граца, и научный сотрудник Марии Кюри Ахмед Абдельфаттах специально выбрал его в качестве места проведения исследований из-за его опыта в области биотехнологии микробиома. «Мое путешествие по микробиому яблока началось во время моего визита в лабораторию доктора Майкла Вишневски в 2015 году в качестве аспиранта», - говорит Абдельфаттах. Вишневски, последний автор статьи и на основании исследований которого был разработан оригинальный эксперимент, является профессором Технологического института Вирджинии, внесшим большой научный вклад в исследования фруктов.

И снова в Граце глава Института Габриэле Берг и ее команда мечтают использовать эти новые знания для здоровья растений, а также для здоровья людей и нашей планеты. Таким образом, яблоко - всего лишь символ, как это было много раз в истории человечества.

Для достижения глобальных целей сохранения биоразнообразия необходимо значительно улучшить реализацию на национальном уровне. Инструменты национальной...

Во всем мире сельское хозяйство сталкивается с огромными проблемами из-за глобальных изменений, вызванных деятельностью человека. Засуха, суровые...

Завідувачку Сектору міжнародних відносин, науки та зв'язків з громадськістю Держлісагентства Любов Полякову обрано Головою виконавчого комітету...