Pranje biljaka sa mikrobom koji potiče iz korena pustinjskih biljaka moglo bi biti moćno sredstvo za povećanje otpornosti biljaka useva na sušu.
Pokazalo se da klijanje Arabidopsis (tale kres) i lucerke sa mikrobom uzetim iz korena obične pustinjske biljke pomaže im da napreduju u uslovima suše.
„Ublažavanje efekata suše na useve je hitan cilj za nas koji radimo u poljoprivrednoj biotehnologiji“, kaže Heribert Hirt iz KAUST-a, koji je radio na projektu sa kolegama iz Nemačke i širom Saudijske Arabije, uključujući Khairiah Alvutaid, docenta sa Univerziteta princeze Nurah bint Abdulrahman.
„Inicijativa za pustinju DARVIN21 pokrenuta je pre 10 godina u KAUST-u kako bi se izolovali i analizirali pustinjski mikrobi. Nadamo se da oni mogu da prenesu iste osobine na biljke useva kao i na pustinjske biljke, čineći ih tolerantnim na toplotu, so i/ili sušu“, kaže Hirt. „Ovo bi moglo u velikoj meri doprineti globalnoj bezbednosti hrane.“
Kao deo programa DARVIN21, Hirt i njegov tim su već izolovali više od 10.000 sojeva pustinjskih mikroba iz pustinjskog tla i korena pustinjskih biljaka. Oni su pregledali stotine ovih sojeva, klijajući biljke Arabidopsis sa svakim različitim sojem, tražeći one koji značajno povećavaju toleranciju biljke na sušu.
Za ovu konkretnu studiju, objavljenu u EMBO izveštajima i koja je imala za cilj da istraži molekularne mehanizme koji stoje iza povećane otpornosti na sušu, istraživači su odabrali soj bakterije iz Pseudomonas argentinensis pod nazivom SA190. SA190 potiče od korenskih nodula Indigofera argentea, male biljke nalik žbunu koja se nalazi u pustinjama i suvim grmovima od Sahare do Indije.
„Pošto znamo toliko o Arabidopsisu — to je genetski model u biljnoj biologiji — mogli bismo analizirati precizne molekularne mehanizme i promene koje je SA190 pokrenuo u biljci kao odgovor na sušu“, kaže Alvutajd.
Tim je otkrio da SA190 modifikuje epigenetski status važnih gena stresa zbog suše. Ovi geni se ne eksprimiraju u dobrim uslovima rasta, ali se eksprimiraju isključivo kada su biljke izložene suši.
„SA190 je pojačao ove gene samo kada je to bilo potrebno, što znači da prinosi useva nisu bili pogođeni, što može biti nesrećna nuspojava nekih napora za ublažavanje suše“, napominje Alvutaid. „SA190 je aktivno promenio arhitekturu korena biljke i time poboljšao efikasnost korišćenja vode u postrojenju.“
Tim je zatim primenio lucerku sa SA190, a ove biljke su pokazale značajno povećanu otpornost na sušu u poređenju sa kontrolama.
„SA190 se lako može proizvesti u velikim količinama u fermentorima, a seme useva samo treba da bude obloženo mikrobima“, kaže Hirt. „Kada se seme proširi na polje, SA190 se direktno povezuje sa sadnicama useva, čime se izbegava konkurencija sa drugim mikroorganizmima u zemljištu. Ovo je potencijalno veoma moćno sredstvo za pomoć biljkama da se odupru suši.“
