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.
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