«Що занадто — того свині не їдять», або Чого надлишок азоту шкідливий для рослин

Група дослідників з Мюнхенського технічного університету (TUM) вже зробила перші кроки до відповіді питанням, чому надлишок азоту шкодить рослинам. Вони ідентифікували невеликий білок (пептид), який робить рослину стійкою до певних бактерій. Однак його дія обмежена за високого рівня азоту. Про це йдеться в релізі університету, пише propozitsiya.com.

Імунна система рослин і людини більш схожа, ніж можна було б подумати на перший погляд. У рослин в імунній відповіді беруть участь гормоноподібні пептиди, і також існує складний взаємозв'язок між харчуванням та здоров'ям», — пояснює Ральф Хюккельховен, професор фітопатології у TUM.

Разом з іншими дослідниками робоча група під керівництвом Мартіна Штегманна на його кафедрі визначила одну з сполучних точок зв'язку: пептиди, що кодуються на С-терміні (CEP). Це рослинні пептидні гормони, відомі як фітоцитокіни, які виконують різні функції як речовини-месенджери, від реакції на стрес до формування коренів. Тепер дослідження показує, що вони також відіграють роль імунного захисту рослин.

Дослідники продемонстрували, що рослини були сприйнятливіші до бактеріальних інфекцій, якщо вони виробляли менше цих пептидних гормонів або якщо їхні сенсори на поверхні клітин були відсутні. Було також показано, що рослини виробляли більше пептидних гормонів, коли їх атакували бактерії.

Для цього дослідники піддали піддослідні рослини дії патогенних бактерій роду Pseudomonas. Це показало, що пептидні гормони тісно пов'язані зі стійкістю рослин до бактеріальних патогенів, а антибактеріальна резистентність залежить від азоту.

Азот є важливим добривом. Проте високі концентрації азоту впливають на сигнальний шлях досліджуваних пептидних гормонів. Дослідження показало, що стійкість до бактерій, спричинена пептидними гормонами, знижувалася, коли рослини піддавалися впливу високих концентрацій азоту, що робило рослини сприйнятливішими до хвороб.

«Ці результати є відправною точкою для подальшого вивчення причин та механізмів, що лежать в основі цього зв'язку між поживним статусом рослини та імунним захистом», — пояснює Хюккельховен.

Дослідження має важливе значення для сільськогосподарської практики. Адже вища сприйнятливість до певних захворювань через надмірний рівень азоту може обмежити здоров'я врожаю. Хюккельховен пояснює: «З нашими новими знаннями в майбутньому може стати можливим виведення культур, які будуть особливо стійкими до хвороб, навіть за помірного застосування азоту».