Блог

Aug 04, 2023

Нативные ризобии могут превзойти инокулянты

Симбиотическая азотфиксация похожа на деловую сделку между люцерной и бактериями-ризобиями. Люцерна позволяет ризобиям жить в клубеньках на корнях и обеспечивает бактерии питательными веществами, вырабатываемыми в процессе выращивания.

Симбиотическая азотфиксация похожа на деловую сделку между люцерной и бактериями-ризобиями. Люцерна позволяет ризобиям жить в клубеньках на корнях и обеспечивает бактерии питательными веществами, вырабатываемыми в ходе фотосинтеза. В свою очередь, ризобии преобразуют органический азот атмосферы в неорганическую форму, доступную люцерне.

Люцерна и ризобии — особенно хорошие деловые партнеры. В недавнем выпуске журнала Forage Focus Ассоциации кормов Среднего Запада Барни Геддес из Университета штата Северная Дакота говорит, что бобовые, такие как соевые бобы и сухие бобы, получают примерно 80% и 50% своих потребностей в азоте за счет симбиотической фиксации азота соответственно. Благодаря этому процессу люцерна может удовлетворить почти все свои потребности в азоте.

С учетом вышесказанного, не все ризобии выполняют свою роль. Геддес отмечает, что встречающиеся в природе ризобии обладают различной способностью снабжать люцерну азотом. Инокуляция семян люцерны может помочь улучшить взаимоотношения между этими растениями и бактериями, но иногда коммерческие инокулянты не могут конкурировать с местными ризобиями, уже находящимися в почве.

«Это потому, что местные ризобии уже хорошо адаптированы к местной среде», — объясняет Геддес. «Среди пантеона вариантов ризобий, доступных в местной почве, некоторые могут просто лучше колонизировать конкретный сорт люцерны, который посажен благодаря взаимодействию с генетикой растений».

Более того, тип ризобий, связанных с люцерной, может со временем меняться. «Поэтому, даже если инокулянт попадет в клубеньки в год создания, он может быть быстро заменен конкурентоспособными, менее эффективными ризобиями в последующие годы», — добавляет Геддес.

Исследование ризобий

Не существует четкого ответа на вопрос, почему некоторые виды ризобий лучше связывают азот для люцерны, чем другие. Геддес предполагает, что бактерии могут манипулировать этим процессом, накапливая фотосинтез растений и мало давая взамен. Местные ризобии на определенном поле также могут быть лучше адаптированы к другим бобовым культурам, кроме люцерны.

«Хотя в симбиозе бобовых ризобий есть большая специфичность — например, ризобии для гороха не могут образовывать клубеньки с люцерной, и наоборот — есть и другие бобовые, которые могут образовывать ассоциации с тем же типом ризобий, что и люцерна», — утверждает Геддес. .

Эти гипотезы в настоящее время проверяются в исследовании, финансируемом Национальным альянсом люцерны и кормов. Из насаждений люцерны по всей Северной Дакоте было выделено более 500 типов ризобий, которые различаются по разнообразию и возрасту растений. Геддес говорит, что насаждения также представляют собой диапазон pH и засоленности почвы, которые являются двумя свойствами почвы, которые могут препятствовать образованию клубеньков на корнях.

«Мы надеемся выявить несколько высокопроизводительных ризобий, которые продемонстрируют как элитные способности обеспечивать растение азотом, так и конкурировать с местными ризобиями за хорошее образование клубеньков», — говорит Геддес. Эти ризобии затем будут использованы в полевых испытаниях по инокуляции.

«Будущая реализация этого подхода может включать адаптацию инокулянта ризобий к отдельным сортам или конкретным типам почв», — заключает Геддес. «В ходе этого исследования мы ожидаем получить представление о том, насколько каждый из этих факторов влияет на то, какие ризобии работают лучше всего».