Исследователи выявили 522 генома архей и бактерий, связанных с корнями и почвой двух видов растений, произрастающих в экорегионе бразильской горной саванны, известном как «каменистые луга». Были идентифицированы сотни микроорганизмов, до сих пор неизвестных науке, что свидетельствует о том, что экорегион является источником микробного биоразнообразия и что многие новые организмы в Бразилии еще предстоит описать и классифицировать
Научная работа проводилась под эгидой Исследовательского центра геномики для изменения климата (GCCRC) в партнерстве с Бразильской корпорацией сельскохозяйственных исследований (EMBRAPA) и было направлено на открытие биологических заменителей химических удобрений, используемых фермерами, особенно тех, которые содержат фосфор. Об этом сообщает Исследовательский фонд Сан-Паулу (FAPESP).
«Фосфор обычно присутствует в почве, но не всегда в форме, которую могут использовать растения. Большинство обнаруженных нами микроорганизмов делают фосфор растворимым, чтобы растения могли его поглощать», — говорит исследователь Антонио Камарго.
Одно растение из рода веллозиевых, Vellozia epidendroides, живет на мелководье, тогда как другой представитель того же рода, Barbacenia macranta, растет на открытых скалах. Образцы были собраны на частной территории, прилегающей к национальному парку Серра-ду-Сипо в штате Минас-Жерайс.
Сравнение микроорганизмов, связанных с растениями, произрастающими в почве и на скалах, показало, что они составляют разные сообщества, но имеют много общего в плане переноса фосфора и превращении его в растворимую форму минерала, которую могут поглощать растения.
«Микробные сообщества также играют важную роль в снабжении азотом, еще одним важным питательным веществом для растений», — продолжает Камарго. — Предыдущие исследования были сосредоточены на механизмах адаптации растений к суровым условиям этой горной саванны и часто игнорировались микроорганизмы. Наше исследование показывает, что микроорганизмы играют ключевую роль в адаптации растений к экстремальным условиям этой среды. В частности, они обеспечивают фосфор необходим для роста растений».
Исследователи ожидают, что их открытия будут способствовать созданию продуктов, которые заменят химические удобрения на основе фосфора, широко применяемые бразильскими фермерами. Более половины фосфорных удобрений, используемых в Бразилии, импортируется в основном из Марокко, а также из России, Египта, Китая и США. Помимо зависимости от импорта, фосфорные удобрения загрязняют водоемы, кроме того, фосфор — невозобновляемый природный ресурс и, следовательно, конечен.
Биологические удобрения уже используются в Бразилии. Что касается соевых бобов, то они являются основным источником азота на 80% посевных площадей. Предыдущее исследование GCCRC показало, что использование биологических инокулянтов вместо азотных удобрений может сэкономить 10 миллиардов долларов США в год.
«Исследование подчеркивает необходимость сохранения бразильских экосистем, которые могут обеспечить многие другие природные решения, подобные этому», — добавил Рафаэль Соарес Корреа де Соуза, соучредитель биотехнологического стартапа Symbionics, который разрабатывает биопрепараты нового поколения и участник данной научной работы.
В настоящее время ученые проводят тесты, чтобы проверить преимущества некоторых обнаруженных микроорганизмов непосредственно на пахотных землях.
(Источник: FAPESP. Фото: Рафаэль Соарес Корреа де Соуза/GCCRC. Молоток и долото потребовались для сбора образцов с местности, где обитает Barbacenia macranta, в данном случае со скалы).
