Могут ли микробные инокулянты повлиять на вкус урожая
У любителей вина часто есть свои предпочтения: некоторые предпочитают сладкие нотки шоколада в Мальбеке из Аргентины, а других привлекает пряный и фруктовый Каберне Совиньон из долины Напа. Знатоки вина твердо верят, что почва, на которой выращен виноград, определяет его вкус. Могут ли микробные сообщества в почве влиять на вкус? Ответ на этот вопрос ищут ученые.
В недавнем исследовании, опубликованном в журнале New Phytologist доктор философии, студентка Кооперативного института исследований в области наук об окружающей среде (CIRES) при Университете Колорадо в Боулдере Коррин Уолш и научный сотрудник CIRES Ной Фирер провели один из первых экспериментов, чтобы определить, влияют ли почвенные микроорганизмы, такие как бактерии и грибы, на вкус урожая. Их цель: острота семян горчицы.
«Мы знаем, что микробы и растения общаются посредством химических веществ. Могут ли эти химические вещества влиять на вкус растений? Я думаю, что это интересный вопрос», — говорит Уолш.
Предыдущие исследования подтвердили, что свойства почвы влияют на такие характеристики растений, как рост, сезонные циклы, устойчивость к болезням и усвоение питательных веществ. Влияют ли почвенные микробы на вкус растения остается загадкой. Проверить это сложно: в прошлых исследованиях изучались растения, выращенные в разных местах и регионах, поэтому сложно выделить роль только микробов.
«Часто утверждается, что типы микробов, обнаруженных в почве, должны влиять на вкус сельскохозяйственных культур, — сказал Фирер, который также является профессором кафедры экологии и эволюционной биологии. — Мы намеревались проверить это утверждение, но это было непросто — почвенные микробы трудно изучать».
Уолш и Фирер решили применить уникальный подход: они выращивали в теплице растения горчицы, одновременно прививая их жидким инокулятом микробов из почв осиновых рощ, зарослей полыни, сосновых лесов и сельскохозяйственных пастбищ — все в Колорадо. Почва, температура, полив и питательные вещества оставались постоянными — менялись только микробы.
Исследователи выбрали горчицу, потому что ее легко выращивать. Горчица принадлежит к семейству крестоцветных, в которое входят брокколи, капуста и хрен — пряные и горькие овощи. Эти пряные и горькие вкусы, а также пряный вкус семян горчицы происходят от глюкозинолатов, химических веществ, которые помогают растениям Brassica защищаться от насекомых-вредителей.
«Когда их готовишь, они приобретают такой сернистый запах, — поясняет Уолш. — В глюкозинолатах содержится соединение серы, и именно этот запах вы чувствуете, когда готовите».
Собрав семена горчицы, исследователи проверили их остроту — измерили концентрацию глюкозинолатов в семенах горчицы, чтобы наблюдать различные вкусовые химические вещества.
«Мы исследовали связь между таксонами или генами ризосферных микробов и химией вкуса семян. Выявлена связь между составом микробного сообщества ризосферы и концентрацией в семенах основного глюкозинолата – аллила. Кроме того, мы идентифицировали конкретные таксоны ризосферы, предсказывающие концентрацию аллила в семенах, и идентифицировали функциональные гены бактерий, а именно гены метаболизма серы, которые могли бы частично объяснить наблюдаемые ассоциации. Но именно частично, потому что остается много неизвестных, например, почему горчица становится острее в ответ на воздействие определенных микробов? Тем не менее, эта работа расширяет наше понимание множества способов, которыми почвенные микробы могут влиять на растения. Существует энтузиазм по поводу использования микробных инокулянтов («пробиотиков») для других целей, таких как защита сельскохозяйственных культур от засухи или повышение урожайности. Возможно, эти продукты также влияют на вкус», — заключает Уолш.
