Фото: із відкритих джерел
Консорціум MicroBiomes4Soy аналізує зразки зі 100 сільськогосподарських ґрунтів по всій Європі, щоб зрозуміти, які мікробні спільноти стабільно покращують ріст сої, а які — ні. Дослідники роблять акцент на підході «консорціумів» мікроорганізмів замість одиничних штамів і перевіряють це у тепличних випробуваннях та через високоточну фенотипізацію.
Про це повідомляє сайт Аграрії разом з посиланням на Hortidaily.
Консорціум MicroBiomes4Soy досліджує, як склад ґрунтових мікробіомів впливає на продуктивність сої. Для цього команда працює зі зразками зі 100 сільськогосподарських ґрунтів у різних країнах Європи. У фокусі — варіативність ефектів: за результатами роботи, різні мікробні спільноти можуть по-різному впливати на розвиток рослин — від стабільно позитивного до обмеженого або навіть негативного.
У консорціумі підкреслюють, що «працездатність» корисного мікробіому визначається не лише тим, які саме мікроорганізми до нього входять, а й ширшим екологічним контекстом — рослиною, оточуючою мікробною спільнотою та умовами вирощування.
«The success of a beneficial microbiome is shaped not only by the microbes it contains but also by the ecological context in which it is introduced.»
Від одиничних штамів — до мікробних консорціумів
Окремі штами, зокрема Bradyrhizobium та Azospirillum brasilense, уже демонстрували користь для сої. Водночас, як зазначають учасники проєкту, створення «повних» мікробних спільнот, які працюють надійно й відтворювано, залишається технічно складним завданням.
MicroBiomes4Soy описує концепцію «collaboromes» — мікробних спільнот, у яких організми можуть підтримувати одне одного через обмін метаболітами, підвищення виживаності або комплементарні функції. Це відрізняється від підходу з одним штамом, коли внесений мікроорганізм має закріпитися в уже сформованій ґрунтовій мікробній спільноті.
«Even a highly effective strain may have only a limited effect if it cannot survive or occupy a suitable niche.»
Для контрольованих умов вирощування (зокрема теплиць) такі консорціуми потенційно можна підбирати під конкретні функції: засвоєння елементів живлення, посухостійкість, пригнічення патогенів і стимуляцію росту.
Живлення та стресостійкість: що саме перевіряють
У межах проєкту аналізують, зокрема, азотфіксувальні ризобії, фосфат-розчинювальні бактерії та мікроорганізми, пов’язані з підвищенням посухостійкості. Азотфіксація у сої — добре відомий і вже відпрацьований напрям, тоді як фосфат-розчинювальні мікроорганізми розглядають як додатковий шлях підвищення доступності фосфору.
«Most of the phosphorus present in soil is not bioavailable; typically, less than 1% is accessible at any given time.»
За даними консорціуму, тепличні випробування з фосфат-розчинювальними бактеріями показали покращення засвоєння фосфору та загальної біомаси. Водночас сумісність штамів і їхня взаємодія між собою залишається критичним фактором.
Високоточна фенотипізація і шлях до практичного застосування
Для відбору перспективних рішень MicroBiomes4Soy застосовує високороздільну фенотипізацію, щоб скринити реакції рослин і мікроорганізмів та розбиратися в механізмах взаємодії «рослина—мікроб». Такий підхід, за задумом, має допомогти знаходити штами й комбінації з властивостями під конкретні сценарії використання.
Окремий блок викликів — перенесення лабораторних результатів у комерційне виробництво. Консорціумні продукти мають зберігати життєздатність під час зберігання й транспортування та бути практичними у внесенні. Додаткову складність створює те, що різні мікроорганізми можуть мати різні вимоги до виживання, а отже формуляція таких продуктів складніша, ніж для одиничних штамів.
«Bridging the gap between controlled laboratory performance and establishment in greenhouse or field conditions is one of the technical steps still needed to move from promising research results to products growers can rely on consistently.»
Також у консорціумі звертають увагу на регуляторний аспект: для мікробних консорціумів потрібні чіткі та узгоджені рамки щодо тестування, схвалення та виведення на ринок.
Що це може означати для виробників
Логіка дослідження підводить до більш «прицільного» підбору мікробних рішень під конкретні умови вирощування, а не до універсального застосування одного мікроорганізму. Хоча робота зосереджена на сої, дослідники очікують, що базові принципи — підбір сумісних мікроорганізмів, перевірка їхніх функцій і розробка ефективних консорціумів — можуть бути релевантними і для овочів, зелені та декоративних культур (із поправкою на те, що конкретні штами можуть відрізнятися).
Для тепличного виробництва це, за оцінкою авторів, формує рамку для розробки стратегій, прив’язаних до культури та середовища, але водночас підкреслює потребу в подальшій валідації під комерційні умови.