В ветках тополя нашлись симбиотические бактерии

Способные к азотфиксации симбиотические бактерии обнаружены в тканях широко распространенного в Северной Америке тополя. Они снижают зависимость растения от наличия азотсодержащих минеральных веществ в почве. Сообщение о находке публикует журнал PLOS One.

В жизни высших растений микрофлора играет не менее важную роль, чем у животных. Ярким примером тому служат клубеньковые бактерии в корневой системе бобовых. Сами по себе эти растения неспособны использовать молекулярный азот из атмосферы для синтеза биомолекул, и нуждаются в помощи симбиотических азотфиксирующих микробов, которые переводят его в усваиваемые формы. Однако в условиях недостатка азотистых минеральных веществ способны выживать и некоторые другие растения, лишенные клубеньковых бактерий. И помогает им тоже микрофлора: Томас ДеЛюка (Thomas DeLuca) и его коллеги из Вашингтонского университета впервые обнаружили микробных симбионтов в ветках обыкновенного тополя.
Ученые исследовали образцы тканей тополя Populus trichocarpa, растущего на западе США и Канады. Образцы тканей были взяты прямо с веток, на высоте двух метров от земли и культивировались в условиях дефицита азотистых удобрений, в атмосфере, содержащей молекулы с тяжелым изотопом азота-15, который позволил авторам проследить за включением этого элемента в биомолекулы растения.
Эксперименты подтвердили способность образцов P. trichocarpa к азотфиксации, а анализ выделенной из тканей тополя ДНК позволил обнаружить бактериальные гены группы Nif, кодирующие нитрогеназу и другие белки, необходимые для усвоения атмосферного азота. При этом никаких специальных «органов» для азотфиксирующих бактерий, которые были бы аналогичны клубенькам бобовых, ученые не обнаружили.
Секвенирование Nif-генов указало на присутствие в тканях растения различных азотфиксирующих бактерий, включая роды Burkholderia, Sphingomonas, Azospirillum, Rhodospirillum, Rhodobacter и др. Работа по установлению детального состава этой микрофлоры еще не закончена. Авторы полагают, что она может иметь огромные последствия для сельского хозяйства. Теоретически, манипулирование с симбиотической микрофлорой культивируемых сортов растений позволит снизить их зависимость от азотсодержащих удобрений.

Роман Фишман