Корневой микробиом орошаемых рисовых растений претерпевает ряд изменений по мере роста растений и стабилизируется во время цветения. Последовательность изменений микробиома корня согласуется с конкретным сортом риса и географическим положением.
Предыдущая работа показала, что, когда растущее растение риса лишено воды, возникает пауза в последовательности изменений микробиома корня.
Венкатесан Сундаресан, выдающийся профессор биологии растений в колледже биологических наук Калифорнийского университета в Дэвисе, и его коллеги изучили изменения в микробах рисового корня с течением времени, когда растения были лишены воды в течение 11, 21 или 33 дней. По словам Сундаресана, такая периодическая засуха чаще встречается у богарных культур, чем на терминальной засухе.
Как и ожидалось, сообщество микробов меняется, когда забирают воду.
Более удивительно то, что изменения сохранялись в течение нескольких недель после повторного полива растений.
«Растения риса несут« память »об эпизоде засухи в своей корневой микробиоте, так что растения, пережившие засуху, можно отличить исключительно на основе их микробиомов», – сказал Сундаресан.
Содействие росту корней
Команда смогла культивировать и секвенировать наиболее распространенные из этих стойких микробов. Это был вид Streptomyces, который способствует росту корней растений, что является классической реакцией на засуху.
ДНК бактерий включает генетический код, аналогичный генам растений ауксина гормона роста.
"Устойчивость изменений в микробиоме означает, что удлинение корней продолжается даже после окончания засухи.
Это позволяет корням лучше подготовиться к работе с глубокой водой », – сказал Сундаресан. По его словам, у некоторых устойчивых к засухе сортов риса после эпизода засухи корни будут продолжать расти достаточно долго, чтобы проникнуть в твердое покрытие.
Постоянные изменения также означают, что реакция микробиома будет более быстрой в следующий раз, когда наступит засуха, потому что она изменится с первой засухи.
Авторы отмечают, что по мере того как экстремальные климатические явления становятся все более распространенными, посевы, вероятно, будут испытывать более частые засухи. Понимание того, что делает растения более устойчивыми к условиям засухи, может помочь снизить потери урожая.
Дополнительными авторами статьи являются Кристиан Сантос-Медельин, Захари Лихти, Джозеф Эдвардс и Бао Нгуен, Департамент биологии растений Калифорнийского университета в Дэвисе; и Бихуа Хуанг и Барт Веймер, Департамент здоровья и репродукции населения, Проект «100K Pathogen Genome Project», Школа ветеринарной медицины Калифорнийского университета в Дэвисе.
Сундаресан также работает на факультете кафедры растениеводства Колледжа сельскохозяйственных и экологических наук.
Работа поддержана грантами NSF и U.S.
Департамент сельского хозяйства.