Научный взгляд: как остатки глифосата влияют на полезные для растений микроорганизмы

Исследователи из Университета Турку обнаружили, что даже очень низкие уровни остатков гербицидов на основе глифосата оказывают негативное влияние на эндофитные микроорганизмы садовой земляники.

Анализ проб растений земляники садовой, произрастающих на опытном участке, продемонстрировал, что состав микробного сообщества и развитие садовой клубники остались неизменными. Однако эндофитные микроорганизмы, которые известны своей пользой для растений, были представлены в меньшем количестве на растениях земляники, подвергшихся воздействию остатков гербицидов в почве.

Данные микроорганизмы, заселяющие ткани растений, включают бактерии и грибы и образуют микробные сообщества внутри растений. Эти микробные сообщества способствуют поглощению питательных веществ, устойчивости к возбудителям болезней и стрессоустойчивости растений.

В данном исследовании опытные участки поля опрыскивались стандартной дозой гербицида на основе глифосата (концентрация глифосата: 450 г/л, норма внесения: 6,4 л/га), а контрольные участки — водопроводной водой. После опрыскивания исследователи соблюдали двухнедельный период безопасности перед посадкой саженцев земляники.

Действие глифосата основано на ингибировании «шикиматного пути» — метаболического пути синтеза аминокислот, который встречается в растениях, и присутствует во многих микроорганизмах.

Ученые только сейчас начинают понимать важность эндофитных микроорганизмов для здоровья растений. Поэтому важно изучить, влияют ли на них остатки глифосата. Следующий вопрос — влияют ли остатки глифосата, которые вызывают изменения в эндофитных микроорганизмах, на питание растений, их здоровье и устойчивость к возбудителям болезней.

В ходе исследования был применен новый биоинформационный подход,  чтобы выяснить, существует ли взаимосвязь между изменениями в составе микробиома и его восприимчивостью к глифосату.

Результаты исследования показали, что микробное сообщество в корнях растений на участках, обработанных гербицидом, содержало больше потенциально устойчивых к глифосату бактерий, чем в корнях растений на контрольных участках. Такой сдвиг в бактериальном сообществе в пользу потенциально устойчивых к глифосату бактерий может привести к снижению микробного разнообразия.

Таким образом, даже очень низкие остатки агрохимикатов могут влиять на микроорганизмы, связанные с растениями. Ученые полагают, что изменения в численности некоторых полезных для растений эндофитных микроорганизмов и доминирование потенциально устойчивых к глифосату бактерий в долгосрочной перспективе могут иметь последствия для здоровья растений.

В последние годы производители сельскохозяйственных культур ищут способы снижения использования химических средств защиты растений. Альтернативой инсектицидам в этом случае становится использование феромонных ловушек и агентов биологической защиты в борьбе с вредителями. Научные разработки Всероссийского центра карантина растений Россельхознадзора (ФГБУ «ВНИИКР») в направлении синтеза феромонов обеспечивают надежную защиту сельскохозяйственных культур в Российской Федерации в отношении ряда карантинных и некарантинных вредителей.

Источник: Suni Anie Mathew et al, Glyphosate-based herbicide use affects individual microbial taxa in strawberry endosphere but not the microbial community composition, Journal of Applied Microbiology (2023). DOI: 10.1093/jambio/lxad006