Вчені знайшли спосіб активізувати азотфіксуючі бактерії для пшениці, що знизить норми внесення азотних добрив під культуру

Чи може пшениця використовувати азот з повітря подібно до бобових? Це неможливо без утворення кореневих бульбочок, але дослідження команди з Каліфорнійського університету під керівництвом професора Едуардо Блюмвальда показує, що зернові культури можна «навчити» значно краще співпрацювати з ґрунтовими мікроорганізмами. За даними дослідницького центру NGT, ключову роль відіграли нові геномні методи, включаючи точне редагування генів за допомогою CRISPR/Cas9.

«Пшениця, на відміну від бобових, не залежить від симбіотичних бульбочкових бактерій для доставки азотних сполук безпосередньо до рослини. На практиці це означає використання великих доз мінеральних добрив, що, з одного боку, збільшує виробничі витрати, а з іншого, збільшує навантаження на навколишнє середовище», — йдеться у повідомленні.

Однак запропоноване вченими рішення не передбачає введення чужорідних генів у пшеницю. За даними дослідницького центру NGT, дослідники змінили лише експресію власних генів рослини, які відповідають за склад сполук, що виділяються корінням у ризосферу. Це призвело до того, що пшениця виробляла інший набір хімічних речовин, які стимулюють діазотрофні (азотфіксуючі) бактерії, що природно зустрічаються в ґрунті та здатні фіксувати азот із повітря.

Читати також: Вчені встановили механізм, що змінює ріст рослин в умовах холодового стресу

Модифікований «коктейль» кореневих ексудатів не змушує рослину самостійно виробляти азот, але ефективно стимулює ґрунтові мікроорганізми до інтенсивнішої роботи. У лабораторних та тепличних умовах спостерігалося підвищення активності азотфіксуючих бактерій, покращення доступності азоту для рослин та належний ріст і розвиток пшениці навіть за обмеженого внесення добрив. 

Однак вчені наголошують, що це рішення не замінить повністю азотні добрива. Пшениця не стає бобовою культурою та не утворює тісного симбіозу з бактеріями, що живуть у її тканинах. Швидше, це крок до часткового зменшення потреби зернових культур у мінеральних добривах та кращого використання природного потенціалу ґрунту. За даними дослідницького центру NGT, такий підхід у майбутньому може знизити виробничі витрати, підвищити стабільність врожайності та зменшити негативний вплив сільського господарства на навколишнє середовище. 

Приєднуйся до нас у Telegram

Наразі дослідження перебувають на стадії лабораторних та тепличних експериментів. Довгострокових польових випробувань та регуляторних рішень, які б дозволили практичне використання таких сортів у сільському господарстві, все ще бракує. Однак результати були опубліковані у 2025 році в журналі Plant Biotechnology Journal, де автори продемонстрували, що підвищений вміст апігеніну в пшениці з відредагованим геномом сприяє фіксації азоту ґрунтовими бактеріями та покращує врожайність за умов обмеженого удобрення.

Алла Гусарова, SuperAgronom.com

Мистецтво живлення рослин

Все про живлення культур