Ученые Уральского федерального университета (УрФУ, Екатеринбург) вместе с коллегами из Университета Бхаратиара (Индия) выделили из растений металлоустойчивые микроорганизмы. Из 24 выделенных изолятов они выбрали штамм Pseudomonas lurida EOO26 (идентифицирован с помощью секвенирования генома). На основе бактерий они создают удобрения — биопрепарат для очистки почв от меди и других токсичных металлов. Статья с результатами исследований опубликована в журнале Chemosphere. Проект поддержан грантом РФФИ и департаментом науки и технологии правительства Индии (№ 19-516-45006).
Биологи исследовали бурачок обратнояйцевидный, подсолнечник и другие растения, произрастающие в почве, загрязненной медью. В итоге выяснили, что микроорганизмы бурачка обратнояйцевидного обладают высокой устойчивостью к металлам, засухе и способны стимулировать рост растений. Эксперименты по выращиванию подсолнечника (ультраскороспелый сорт «Енисей») показали значительное увеличение длины и биомассы корней и побегов растений после их заселения штаммом EOO26. Подсолнечник, «зараженный» PGP-эндофитами (способствует росту растений), аккумулировал медь в 8,6 раза больше в корнях и в 1,9 раза в листьях, и в целом общее поглощение меди было почти втрое выше по сравнению с «незараженными» растениями.
Для очистки почв от токсичных металлов ученые создают биоудобрения на основе биочара (сверхпористый материал, который служит средой обитания для микроорганизмов) и металлотолерантных засухоустойчивых бактерий, таких как Pseudomonas lurida EOO26. Это даст возможность не только повысить продуктивность почв и стимулировать рост растений, но и избежать влияния засухи и повышенных температур на посевные культуры.
«Эти бактерии в будущем способны обеспечить безопасность пищевых продуктов и сельскохозяйственных угодий. Они демонстрируют отличные адаптационные способности и высокую эффективность в удалении металлов из загрязненных почв», — рассказывает руководитель гранта, сотрудник лаборатории биотехнологии института естественных наук и математики УрФУ доктор Трипти.
Справка
Бактерии, которые способны заселять внутренние ткани растения, не вызывая заболеваний или отклонений в развитии, называются эндофитами. Эти микроорганизмы могут производить фитогормоны, фиксировать атмосферный азот и повышать устойчивость растений к вредителям и болезням. Две очень важные характеристики PGP-эндофитов — способность к синтезу индолил-3-уксусной кислоты (гормон роста) и солюбилизации фосфатов (перевод нерастворимых форм в доступные). Эти соединения способствуют увеличению как надземной, так и подземной биомассы растений.
Избыток меди в почве является следствием добычи и переработки полезных ископаемых, выброса городских отходов, выхлопных газов автомобилей, использования химических удобрений, фунгицидов и пестицидов. Несмотря на то что многие фермерские хозяйства используют органические удобрения, последние могут содержать изрядное количество ионов меди. С одной стороны, она необходима для нормального роста и развития растений, с другой — в избыточном количестве этот тяжелый металл является серьезным токсикантом, оказывающим неблагоприятное воздействие на живые организмы. Накопление меди в окружающей среде приводит к ухудшению состояния сельскохозяйственных почв и повышает экологические риски.
Информация предоставлена пресс-службой Уральского федерального университета
Источник фото: https://urfu.ru
