Опубликованное на прошлой неделе в журнале «Current Biologie» исследование ученых Лозаннского университета открывает многообещающие перспективы в области сельского хозяйства. Биологи нашли способ в пять раз ускорить рост риса самым натуральным способом: используя естественную предрасположенность к симбиозу между грибами и корнями растения.
Путь к революционному открытию был нелегким и напоминает авантюрное расследование. Началось все с того, что биологи кафедры экологии и эволюции Лозаннского университета, во главе с профессором Яном Сандерсом, обратили пристальное внимание на процесс микоризы - симбиотической взаимосвязи между особыми видами грибов (от греч. «mýkes») с корнями («rhiza») высших растений. Ян Сандерс дал этому феномену, наблюдаемому в природе у более 80% растений, название «Wood Wide Web»: грибы, благодаря такому «сотрудничеству», получают доступ к сахару, содержащемуся в соках растений, а взамен обеспечивают их корни питательными элементами и минералами, как фосфаты, разлагая органические вещества почвы.
Следующим шагом профессора Сандерса и его команды было выяснить, как это генетическое богатство распределяется в новых спорах, образованных грибом. Предположение ученых, что каждая спора наследует разнородный и специфический генетический запас, подтвердилось. Затем исследователи решили проверить, а не влияет ли хромосомный состав на способность грибка вступать в симбиоз с растением и стимулировать его рост и развитие. Биологам понадобилось четыре года бесчисленных опытов, чтобы получить результаты, превосходящие все их ожидания.
Ученые вырастили двадцать разновидностей грибка на базе спор с различным генетическим запасом и поочередно прививали их рисовым культурам в теплицах, наблюдая за реакцией растений. Если некоторые грибки замедляли рост растения, то другие привели к желаемому результату: две разновидности грибка ускорили в пять раз рост рисовой культуры! Исследователям удалось доказать, что, меняя генетический состав грибков натуральным способом, можно воздействовать на гены риса, участвующие в симбиозе и транспортировке фосфата.
Следующий этап – понять, какие именно ядра в клетке грибка и гены рисовой культуры участвуют в этих процессах. Эти исследования помогут выбрать наиболее эффективные при симбиозе разновидности грибка для данной культуры. Ян Сандерс считает вполне возможным широкомасштабное использование грибка Glomus intraradices в сельском хозяйстве в ближайшие годы: для усовершенствования метода понадобится от двух до пяти лет.
Исследования в природных условиях уже проводятся на картофельных плантациях Колумбии. Другие опыты запланированы в следующем году на маниоке. Кислые тропические почвы - идеальное поле для подобных опытов, объяснили ученые, так как доступ растений к фосфатам, содержащимся в них, затруднен. Таким образом, использование грибков-микоризообразователей на этих почвах значительно облегчает транспортировку фосфатов к корням растения и заодно препятствует росту сорняков.
Сенсационность открытия - в том, что оно представляет собой естественную альтернативу широкомасштабному использованию фосфатных удобрений. Благодаря Glomus intraradices и подобных ему грибков использование фосфатных удобрений можно радикально снизить: «это не только выгодно в экономическом отношении, но и полезно для экологии», - подчеркнул профессор Сандерс.
