«Мы давно знали, что некоторые растения выделяют различные соединения из своих корней, которые привлекают микробов. На самом деле, почва вокруг корней растений кишит бактериями, плотность «населения» которых примерно в 100 раз выше, чем в свободной почве. Как правило, их привлекают простые вещества — сахара и органические кислоты — неплохие источники энергии для бактерий. Более сложные вещества не считались привлекательными, так как они обычно являются токсичными для микробов», — пояснил руководитель группы биологов Эндрю Нил (Andrew Neal) из Ротамстедского исследовательского центра в городе Хэртфордшир (Великобритания).
Нил и его коллеги изучали состав химических веществ, которые выделяются в почву корнями молодых ростков кукурузы. Помимо обычного набора простых углеводородов и карбоновых кислот, ученые обнаружили множество молекул, относящихся к классу бензоксазиноидов. Это сложные органические соединения, в состав которых входит несколько углеводородных колец, в структуре которых присутствуют атомы азота и кислорода.
Как отмечают биологи, данные вещества обычно используются растениями для защиты листьев и побегов от паразитов, обитающих не под землей, а на поверхности почвы. Несмотря на токсичность бензоксаноидов, подземные микроорганизмы чувствовали себя неплохо и даже стремились попасть туда, где этих веществ было особенно много.
Авторы статьи попытались разрешить этот парадокс, изучив геном одной из таких почвенных бацилл — грам-негативной палочки Pseudomonas putida. Эта бактерия устойчива к многим токсинам и способна питаться практически любой органикой, в связи с чем некоторые ученые предлагают использовать ее для очистки сточных вод и разложения отработанных углеводородных продуктов — минерального масла, растворителей и других веществ.
Анализ генома показал, что часть генов Pseudomonas putida была связана с бензоксазиноидами. Как утверждают ученые, такие фрагменты ДНК позволяли бактерии находить молекулы этого вещества и разлагать их. Кроме того, появление бензоксазиноидов в питательной среде «включало» другие гены, которые заставляли микроорганизм выделять в окружающую среду железо, фосфор и другие полезные вещества.
«Теперь у нас есть свидетельства того, что Pseudomonas putida использует эти токсичные вещества в качестве «маяка», по сигналу которого они движутся в сторону корней кукурузы. Бациллы не только доставляют питательные вещества растениям, но и конкурируют с болезнетворными микробами, тем самым снижая их число», — продолжил Нил.
Ученые планируют продолжить свое исследование и изучить других бактерий, обитающих у корней кукурузы.
«Следующим важным шагом станет определение состава сообщества микробов, который задается корневыми феромонами кукурузы, и определить то, какие положительные эффекты оказывает каждый микроорганизм на скорость роста растения, его здоровье и качество почвы», — заключает другой участник группы Журриан Тон (Jurriaan Ton) из университета Шеффилда (Великобритания).
