Микроводоросли и цианобактерии ускорили прорастание семян огурца в два раза
Биологи из Башкирского государственного педагогического университета им. М. Акмуллы (Уфа), Федерального научного центра биоразнообразия наземной биоты Восточной Азии ДВО РАН (Владивосток) и Башкирского государственного медицинского университета (Уфа) определили штаммы микроводорослей и цианобактерий, ускоряющие прорастание семян огурца в два раза и улучшающие рост молодых растений.
Такие микроорганизмы могут стать экологичной заменой синтетическим стимуляторам роста, которые загрязняют почву нитратами и фосфатами. Их использование позволит сельским хозяйствам повысить всхожесть семян культурных растений и увеличить их урожайность. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Horticulturae.
Сельские хозяйства всего мира сталкиваются с проблемой медленного и неэффективного прорастания семян. Из-за засоления и загрязнения почвы, засухи, холода и других неблагоприятных воздействий всхожесть семян может снижаться на 40–60 %, а время их прорастания увеличиваться даже на 70 %. Чтобы избежать этого, предприятия используют синтетические химикаты, которые накапливаются в почве, нарушают её микробные сообщества и тем самым ухудшают плодородие. Поэтому исследователи ищут более безопасные альтернативы. Авторы работы выяснили, что определённые штаммы микроводорослей и цианобактерий ускоряют прорастание семян сельскохозяйственных культур.
Пророщенные семена огурца
В исследовании авторы использовали пять штаммов микроводорослей — хлореллу (Chlorella vulgaris), целастреллу (Coelastrella rubescens), клебсормидиум (Klebsormidium sp.), вишерию (Vischeria magna) и скотиносферу (Scotinosphaera lemnae), — а также два штамма цианобактерий — носток (Nostoc punctiforme) и анабену (Anabaena sp.). Выбранные штаммы синтезируют биологически активные соединения — аминокислоты, пептиды, витамины, фенолы, полисахариды и растительные гормоны. Эти вещества регулируют прорастание семян и развитие растений, а потому штаммы, производящие их, должны положительно сказаться на росте сельскохозяйственных культур.
Исследователи вырастили все микроорганизмы в жидких питательных средах, после чего смочили полученными культурами семена огурцов. В течение последующих 10 дней специалисты наблюдали за проращиванием семян и ростом молодых растений. Для сравнения часть семян авторы выдерживали в чистой питательной среде без микроводорослей и цианобактерий.
Оказалось, что штаммы целастреллы, скотиносферы и анабены сокращают время прорастания почти в два раза — в среднем с четырёх до двух дней. Более того, при использовании этих микроорганизмов всхожесть (количество семян, давших ростки) увеличилась с 88 % до 94–98 % по сравнению с группой контроля. Авторы также отметили ускорение роста молодых растений: их корни были на 51—53 % длиннее, чем у необработанных проростков, а листья — на 17—21 % длиннее.
«Мы впервые исследовали пока малоизученные, но очень перспективные виды микроводорослей, среди которых представители родов целастрелла и скотиносфера. При этом оказалось, что в отношении проращивания семян они работают эффективнее широко известной хлореллы. Это говорит об их большом практическом потенциале: замачивание семян прямо в биореакторах на сельскохозяйственных предприятиях позволит уменьшить использование более дорогих и неэкологичных синтетических стимуляторов роста. В дальнейшем мы планируем продолжить поиск штаммов, способных улучшать показатели роста и развития овощных культур (томатов, болгарского перца, баклажанов, базилика). Микроорганизмы с наиболее выраженным ростостимулирующим действием могут использоваться для создания безопасных для человека и окружающей среды биопрепаратов», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Лира Гайсина, доктор биологических наук, профессор кафедры биоэкологии и биологического образования, заведующая научно-исследовательской лабораторией молекулярной систематики фототрофных микроорганизмов им. Л.С. Хайбуллиной Башкирского государственного педагогического университета им. М. Акмуллы.
Источник: пресс-служба РНФ.
