Шелковые колпачки с полезными бактериями помогут семенам расти даже на неплодородной земле

Шелковые колпачки с полезными бактериями помогут семенам расти даже на неплодородной земле

Новая технология биозащиты растений в засоленной почве использует модифицированный шелк и бактерии, производящие удобрения.
Одним из самых серьезных вызовов современности остается истощение почвенных ресурсов. Вырубка лесов, варварская эксплуатация, эрозия и опустынивание сокращают площади плодородных земель. Население Земли растет, и обеспечить всех пищей будет все сложнее. Возможно, поможет этому технология, разработанная командой профессора Массачусетского технологического института (MIT) Бенедетто Марелли (Benedetto Marelli). Ученые описывают ее в статье, принятой к публикации в журнале PNAS; коротко о разработке рассказывает пресс-релиз MIT.
Авторы начали с создания защитного покрытия для семян, предназначенных к хранению и выращиванию в неблагоприятных условиях. Используя нити природного шелка, они погружали их в раствор, содержащий трегалозу — углевод, способный защищать клетки от обезвоживания. Кроме того, к ним добавлялись азотфиксирующие бактерии, с которыми растение обычно живет по соседству.
Напомним, хотя атмосфера вокруг нас состоит в основном из азота, извлекать из воздуха этот жизненно важный элемент не могут ни животные, ни растения. Весь азот мы получаем от бактерий, способных фиксировать его, переводя в подходящие для усвоения формы: например, нитраты. Растения извлекают их из почвы, где азотфиксацией заняты мириады микробных клеток — с растениями они живут в тесной, часто симбиотической связи.
Одинаковые семена в одинаковых горшках, на одинаковой почве: нормальный рост стартовал лишь в тех, что были защищены шелком и бактериями / ©Marelli et al., 2019
Одинаковые семена в одинаковых горшках, на одинаковой почве: нормальный рост стартовал лишь в тех, что были защищены шелком и бактериями / ©Marelli et al., 2019
Вымочив семена бобовых в растворе белков шелка, клубеньковых ризобактерий и трегалозы, ученые поместили их в неблагоприятные почвы — как у себя в лаборатории, так и в полевых условиях, на территории Марокко. Опыты показали, что благодаря такой защите растения начинают нормальное развитие даже в пересоленной, обычно неподходящей для их роста среде. Шелковый «колпачок» вскоре растворяется, а бактерии заселяют почву, развиваясь параллельно растению.