Одним из основных подходов в органическом земледелии является использование организмов, полезных для системы, для борьбы с вредителями. Бактерия Photorhabdus luminescens - один из таких полезных организмов. В случае заражения личинками насекомых бактерия продуцирует множество различных токсинов, которые быстро убивают личинок. Тем не менее, похоже, что это не единственная способность Photorhabdus, которую можно использовать для выращивания органических растений
Исследовательская группа под руководством профессора Ральфа Хеерманна из Университета Йоханнеса Гутенберга в Майнце (JGU) обнаружила дополнительные свойства, которые могут значительно расширить диапазон его использования.
«Мы определили новую форму бактерии, которая ранее была неизвестна», - отметил Херманн. Это имеет прямое отношение к корням растений.
Бактерии семейства Photorhabdus luminescens являются близкими родственниками возбудителя чумы Yersinia pestis (этот инфекционный агент вызывает бубонную чуму, септическую чуму и чумную пневмонию).
Однако бактерии Photorhabdus не представляют опасности для человека, а отличаются другой характеристикой: личинки насекомых, которых они убивают, становятся люминесцентными.
Помимо вредных токсинов, по пока неясным причинам, Photorhabdus также вырабатывает фермент люциферазу, который заставляет тело жертвы светиться при распаде. Эта форма Photorhabdus живет в тесном симбиозе с небольшими нематодами, которые проникают в личинки насекомых и высвобождают бактерии внутри них.
Но что самое интересно, ученые выяснили, что на самом деле есть две формы бактерии. Новый вариант отличается по ряду показателей, так как он более подвижен и чувствителен, реагирует на экссудаты растений и тянется к ним.
«Все это указывает на то, что этот бактериальный вариант более интенсивно взаимодействует с растениями», - сказал Херманн.
На следующем этапе исследовательская группа более внимательно изучила взаимодействие. Они обнаружили, что новая разновидность бактерии изменяет свой метаболизм, увеличивая использование сахара вместо белка, и вырабатывает вещества, подавляющие рост грибов, патогенных для растений. «Когда эта бактерия вступает в контакт с растениями, образуется совершенно другой набор природных веществ», - добавил Херманн.
Ученые еще не знают, почему существует этот второй вариант Photorhabdus luminescens, который, несмотря на то, что генетически идентичен своей первичной форме, ведет себя иначе.
Два первых автора статьи, опубликованной в журнале «Applied and Environmental Microbiology», доктор Алиса Регайоло и Наззарено Доминелли предполагают: цель состоит в том, чтобы гарантировать, что существует вариант Photorhabdus luminescens, который сможет выжить и защитить себя, даже если другой вариант не может процветать, потому что нематоды-хозяева не находят насекомых.
В любом случае открываются совершенно новые перспективы для устойчивой защиты растений в сельском хозяйстве: бактерии можно использовать для борьбы с вредителями, а также для стимулирования роста растений.
Возникает вопрос, могут ли другие патогенные бактерии также вести такую «двойную жизнь»? Пока это первый случай наблюдения подобного явления.
Мероприятие, проводимое для определения степени обеспеченности почвы основными элементами минерального питания,
определения механического состава почвы, водородного показателя и степени насыщения органическим веществом,
т.е. тех элементов, которые определяют ее плодородие и могут внести значительный вклад в получение качественного
и количественного урожая.
