Ученые увеличили продуктивность риса с помощью плесени в 5 раз

Генетически селекционированный грибок, находящийся в почве вблизи корней рисовых растений, вызывает их резкий рост, сообщается в статье ученых, опубликованной в журнале Current Biology.

Грибок позволяет рисовым растениям многократно повысить усвояемость соединений фосфора, что приводит к резкому росту их продуктивности и может быть использовано в сельском хозяйстве.

В основе работы авторов исследования лежал тот факт, что грибок, относящийся к классу так называемых "микоризных грибков", встречается в корневых системах практически всех растений в природе. Живя с ними во взаимовыгодном сотрудничестве, этот грибок доставляет к корням фосфорные соединения, получая взамен простые углеводы (сахара), необходимые для его роста и развития.

Несмотря на такое взаимовыгодное сотрудничество, до сих пор никому из ученых не удавалось показать, что изменение генетического портрета этого типа плесени может сказаться на метаболизме самих растений. Авторы работы, группа ученых под руководством Яна Сандерса (Ian Sanders) из Университета Лозанны в Швейцарии, попыталась показать, что генетическая селекция подобного грибка может быть очень полезна для растений на примере риса.

Рис является одним из основных типов растительной пищи, употребляемых людьми по всему миру, а потому именно он обеспечивает постоянно растущие потребности человеческой популяции на планете.

"Мировые запасы фосфатных соединений, необходимых для сельского хозяйства, критически малы, а в связи с тем, что потребность в них растет по мере роста численности населения Земли, мы полагаем, нас ждут серьезные проблемы, связанные с недостаточностью фосфора в почве сельскохозяйственных угодий по всему миру. Ситуация осложняется тем, что рис, как основной тип растительной пищи людей на Земле, практически не "откликается" на наличие в почве грибков, помогающих ему лучше усваивать фосфор", - сказал Сандерс, слова которого приводит издание Cell Press, выпускающее журнал.

В своей работе ученые впервые сумели показать, что на самом деле, манипулируя генами микоризных грибков, можно добиться резкого увеличения продуктивности риса.

Авторы исследования использовали один из штаммов грибков вида Glomus intraradices, который в свободном виде никак не влияет на продуктивность риса. Ученым удалось добиться получения различных генетических вариантов этого штамма плесени с помощью скрещивания с генетически отличным от него грибком.

Эти генетические изменения в грибке, согласно данным публикации, привели к значительным изменениям в активности генов в корневой системе риса, что выразилось в пятикратном увеличении его продуктивности. Как показали ученые, активность была затронута, в первую очередь, у тех генов, которые отвечают за установление взаимовыгодного обмена веществами между корневой системой и плесенью, в частности, фосфатными соединениями.

"То, что мы сделали с грибками, не является генетическим модифицированием и очень напоминает процесс селекции, который ботаники применяют уже много лет для улучшения сортов растений. Единственным отличием является то, что генетический аппарат грибков заметно отличается от такового у растений, а потому мало кто надеялся на положительный результат", - добавил Сандерс.

Теперь ученым предстоит показать, что описанный механизм увеличения продуктивности риса может работать не только в швейцарских парниках, но и в полевых условиях тропических стран.