28.10.2015

Чему можно поучиться у самоудобряющегося сорняка
Из-за своего агрессивного поведения и вредных последствий, инвазивное степное растение Леспедеза многолетняя (Lespedeza cuneata) было добавлено сразу в несколько списков вредных сорняков. Исследования Университета штата Иллинойс о том, как почвенные бактерии взаимодействуют с корнями растений, образуя узелки, которые фиксируют азот, показали, что этот инвазивный вид демонстрирует превосходную производительность при столкновении с местной разновидностью этого же растения Lespedeza virginica.

– Мы ожидали, что Lespedeza cuneata станет сильным конкурентом для своего родного кузена, который сажали в первую очередь для восстановления прерии, – признаётся эколог-микробиолог из Университета штата Иллинойс, Тони Йаннарел. – Существует целый ряд исследований, показывающих, что L. cuneata растет быстро, способна затенять своих конкурентов и обладает высокой скоростью фиксации азота, что позволяет ей «самоудобряться» на неплодородной почве.

Йаннарел объяснил, что леспедеза вступила в своего рода «партнерство» с почвенными бактериями для образования узелков, которые фиксируют азот. И учёные хотели продемонстрировать, что партнеры в этом симбиозе имеют значение.

Поскольку азотфиксирующий ген находится в бактерии, первым шагом данного исследования стало выявление бактерии, обладающей этим геном. Исследователи начали с выделения 50 бактерий [из корневых клубеньков инвазивной и местной леспедезы] и обнаружили, что некоторые из них не были традиционными клубеньковыми бактериями.

В конечном счете, учёные выявили семь бактерий, которые затем были использованы в трехмесячном парниковом эксперименте, в ходе которого различные комбинации местных и инвазивных сортов леспедезы выращивались вместе в горшках. Пять из семи бактерий оказались полезными для сорняков, а две не пошли на пользу ни одному из растений.

– Мы надеялись, что у нас появится возможность изменить степень конкурентоспособности за счёт использования различных сортов леспедезы и варьирования бактерий, – отмечает Йаннарел. – Оказалось, что ни одна из бактерий не подходит для местного растения.

– Действительно интригующим оказалась наша находка, что многие из этих штаммов бактерий, столь полезные для растений захватчиков, принадлежат к роду бактерий Bradyrhizobium, которые, как было вывялено и в других частях мира превосходно фиксируют азот, так что мы получили еще одно подтверждение этой информации, – объяснил Йаннарел.

По словам учёного, это исследование является еще одним куском экологической головоломки. Инвазивная Леспедеза многолетняя была намеренно привезена в США из Японии в конце 1800-х годов. В то время её ценили за азотфиксирующую способность и за внесение удобрений в почву. Леспедезу планировали использовать для укрепления речных берегов и восстановления обеднённой почвы. Йаннарел рассказывает, что тогда её рекомендовали в качестве дикого корма, а некоторые считают, что она содержит дубильные вещества, которые выступают в качестве средства для дегельминтизации коз. Однако сегодня это растение считается вредным сорняком, который растет на Юге и Среднем Западе. Одно из популярных в народе названий этого растения – шелковистый японский клевер.

Йаннарел подчеркнул, что существует множество различных видов леспедезы, которые являются родными для Северной Америки и свидетельствует о высококачественной прерии. И хотя Lespedeza cuneata сложно считать тем растением, которое могли бы намеренно высадить с целью восстановления прерии, она достаточно часто встречается в семенных смесяхи у неё есть чему поучиться.

Источник

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

2 + 7 =