«Идея о том, что семена могут быть связующим звеном между микробами в материнском дереве и его потомстве, часто обсуждалась, но это первый раз, когда кто-то доказывает путь передачи от семян к листьям и корням появляющихся растений», – говорит Ахмед. Абдельфаттах, научный сотрудник Департамента экологии, окружающей среды и наук о растениях (DEEP) Стокгольмского университета.
Микроорганизмы, обнаруженные на семенах, часто представляют ценность для растения, способствуя его росту и защищая от определенных заболеваний. У каждого вида растений есть свое собственное микробное сообщество: одни микробы живут на его поверхности, а другие – в тканях растения.
Это открытие также означает, что, поскольку микроорганизмы из семян появляются первыми, они могут образовывать барьер, который влияет на последующую колонизацию другими микробами из окружающей среды. Эксперимент проводился на дубе, так как это одна из самых распространенных пород деревьев в лесах Швеции и Европы.
«Ожидается, что микроорганизмы из семян очень важны для здоровья и функционирования растений», – говорит Ахмед Абдельфаттах.
Летопись окаменелостей указывает на то, что растения были связаны с грибами и бактериями, составляющими микробиом, на протяжении более 400 миллионов лет. Некоторые виды, обнаруженные учеными на семенах дуба, уже показали в других исследованиях, что они участвуют в защите от нескольких патогенов растений, в стимуляции роста, фиксации азота, а также в детоксикации или биоразложении токсичных загрязнителей окружающей среды.
Демонстрация наследования в естественных условиях является сложной задачей, поскольку семена подвергаются воздействию окружающей среды и зависят от окружающей среды, когда они прорастают, особенно почвы, которая является богатой микробами средой. Поэтому практически невозможно различить, какой микроорганизм на самом деле происходит из семян или из почвы.
Поэтому исследовательская группа использовала новое устройство для культивирования, чтобы вырастить саженцы дуба без микробов и сохранить листья отдельно от корней. Это позволило им быть уверенными в том, что микроорганизмы пришли из семян, и что они могут продемонстрировать, что некоторые семенные микроорганизмы мигрируют к корням, а некоторые другие – к листьям.
«Уже известно, что листья и корни растений содержат различные микробные сообщества, как показали несколько недавних исследований. Однако в этом исследовании мы были удивлены, увидев, что это верно и на ранней стадии развития растения, и что семена могут, по крайней мере частично, быть ответственными за эти различия », – говорит Ахмед Абдельфаттах
"Несколько селекционных компаний учитывают микробиом семян в своих программах, надеясь получить супер-растения с лучшими генами и лучшими микробами.
Один из используемых методов – обработка семян полезными микроорганизмами с целью, чтобы эти микробы в конечном итоге колонизировали растение и проявляли свои эффекты на протяжении всей жизни растения », – говорит Ахмед Абдельфаттах.
Следующим шагом исследовательской группы является определение основного источника микробиома – окружающей среды или семян.