Предельные концентрации яда, выделяемого микроскопическим грибом — триходермой, допустимые для защиты растений от болезней, установили ученые ТюмГУ. По словам ученых, избыточное внесение этого микроорганизма приводит к замедлению роста как вредных, так и полезных почвенных бактерий. Результаты работы представлены в Agronomy.
Микроскопические грибы рода триходерма (Trichoderma) в настоящее время применяются садоводами-огородниками и крупными производителями агропродукции в качестве биопрепарата для защиты растений на разных стадиях развития от заболеваний и стимуляции их роста, рассказали специалисты Тюменского государственного университета (ТюмГУ).
Исследователи добавили, что триходерма — это биофабрика по производству огромного количества разнообразных биоактивных веществ. Одни из них способны стимулировать рост растения, другие обладают антимикробными свойствами, а некоторая часть метаболитов сочетает несколько свойств. Таким “лекарством для растений и почвы” выступает глиотоксин – вещество, которое стало вторым после пенициллина открытым антибиотиком грибного происхождения.
Однако способность триходермы, выделяющей глиотоксин, “уживаться” с иными микроорганизмами, определяющими свойства почвы, до сих пор не исследована. Поскольку биопрепараты на основе этого гриба являются распространенной альтернативой синтетическим “защитникам” от фитопатогенов, их влияние необходимо оценивать и с точки зрения внеклеточных почвенных ферментов, от работы которых зависит здоровье всей биосферы, подчеркнули специалисты.
Ученые ТюмГУ установили, что концентрация глиотоксина более 100 микрограммов на грамм почвы негативно сказывается на ее качестве. Согласно полученным данным, избыток вещества приводит к снижению активности жизненных процессов в сообществе почвенных микроорганизмов. Но такие концентрации вряд ли накапливаются в природе в нормальных условиях.
“Глиотоксин в тех количествах, что триходермы продуцируют его в почве в норме, не оказывает негативного влияния на микробное сообщество почв, а скорее, наоборот, стимулирует биологическую активность почвенного микробиома. Лишь примерно 10–15 процентов всех бактерий и грибов сообщества оказались восприимчивы к глиотоксину и лишь незначительная часть из них подавляется, а большинство получает преимущество и увеличивает свою численность”, — рассказала одна из авторов работы, старший научный сотрудник лаборатории антимикробной резистентности ТюмГУ Анастасия Тесля.
Специалист объяснила, что такая, на первый взгляд, незначительная перестройка микробного сообщества, ведет к значительным изменениям в выполняемых ими функциях. Возрастает ферментативная активность почв, необходимая для того, чтобы остатки растений и самих микроорганизмов разлагались в почве и становились доступными для усвоения растениями.
“При перенасыщении почвы глиотоксином сильнее развивается постантибиотический эффект: рост и процессы биосинтеза бактерий примерно через месяц после внесения вещества в грунт замедляются. При этом наблюдается и спад активности внеклеточных ферментов, но еще через месяц она не только восстанавливается, но и вырастает” — рассказала Тесля.
Она добавила, что активность некоторых внеклеточных ферментов при воздействии глиотоксина был в 1,2–1,6 раза. По словам исследователя, в дальнейшем коллектив будет изучать влияние глиотоксина на разные типы почв, отличающиеся по влажности и химическому составу.
Работа поддержана Российским научным фондом.