Ученые из Университета Бравиджая в Индонезии представили результаты исследования ризобактерий, способствующих росту растений (PGPR), как инструмента борьбы с абиотическим стрессом сельскохозяйственных культур. Проблема снижения урожайности из–за внешних факторов становится критической для глобальной продовольственной безопасности: сегодня около 20% пахотных земель в мире страдают от засухи и засоления почв. По прогнозам экспертов, к 2050 году эта площадь может увеличиться вдвое под воздействием климатических изменений и антропогенной нагрузки.
Группа исследователей под руководством профессора Анди Курниавана изучила механизмы воздействия вторичных метаболитов бактерий на выживаемость растений. В ходе работы из корневой системы томатов и картофеля были выделены три штамма микроорганизмов – RK1, RT2 и RT3. Эффективность этих биопрепаратов тестировалась на посадках салата в условиях искусственного дефицита влаги. С помощью газовой хроматографии и масс–спектрометрии биологи каталогизировали спектр биологически активных соединений, выделяемых бактериями в прикорневой зоне.
Анализ показал, что бактерии синтезируют критически важные аминокислоты, включая пролин, глицин и глутамин, а также витамины группы B. Особое значение имеет пролин, выполняющий функцию осмопротектора: он удерживает влагу в клетках и предотвращает разрушение белков при обезвоживании. Исследование подтвердило, что это соединение стабилизирует клеточные мембраны и нейтрализует свободные радикалы, возникающие при стрессовых нагрузках.
Экспериментальное применение штаммов показало существенное повышение выживаемости растений после длительного периода без полива. Наилучшие показатели по сохранению жизнеспособности продемонстрировал штамм RT3, в то время как штамм RT2 обеспечил наиболее эффективное восстановление биомассы после возобновления орошения. Это указывает на специфичность действия разных видов микроорганизмов и возможность их селективного использования в зависимости от конкретных почвенно–климатических условий.
Помимо прямой защиты от обезвоживания, бактериальные метаболиты участвуют в процессах усвоения азота, биосинтезе белков и энергетическом обмене. Выделяемые микробами флавоноиды действуют как антиоксиданты, защищая фотосинтетический аппарат от повреждения. Исследователи отметили высокую адаптивность штаммов: одни из них активизируются при засолении, другие – при окислительном стрессе, что открывает возможности для создания биоудобрений с заданными свойствами.
С агрономической точки зрения внедрение таких препаратов рассматривается как экологически безопасная альтернатива традиционным химикатам. Использование естественных защитных механизмов позволяет снизить зависимость от пестицидов, предотвращает деградацию почв и способствует оздоровлению агроэкосистем. Полученные данные закладывают основу для разработки биопрепаратов нового поколения, адаптированных к задачам точного земледелия в условиях нестабильного климата.