Изменение климата ставит под угрозу производство какао (Theobroma cacao) – стратегического сырья для мировой кондитерской и фармацевтической промышленности. В основных регионах возделывания этой культуры, включая Колумбию и соседние государства Южной Америки, участившиеся периоды засухи приводят к снижению урожайности и дестабилизации агроэкономических показателей. Группа ученых предложила использовать для защиты плантаций естественные механизмы адаптации, обнаружив потенциал в грибах-эндофитах, которые обитают внутри тканей растений, не нанося им вреда.
Результаты исследования, опубликованные в научном журнале mSphere, описывают метод повышения устойчивости какао через использование микроорганизмов, заимствованных у кактусов рода Stenocereus. Эти суккуленты произрастают в засушливых районах Колумбии и обладают уникальным набором микрофлоры, адаптированной к экстремальному дефициту влаги. Исследователи изолировали и протестировали штаммы этих грибов, отобрав пять наиболее перспективных образцов, способных поддерживать рост биомассы в условиях дегидратации.
Эксперименты с саженцами какао показали, что внедрение эндофитов в прикорневую зону (ризосферу) меняет физиологию растения. Обработанные образцы демонстрировали более высокий водный потенциал листьев, что свидетельствует об эффективном удержании влаги в клетках. Механизм действия основан на регулировании работы устьиц – микроскопических пор, через которые происходит газообмен и испарение воды. Эндофиты помогают растению оптимизировать потребление ресурса, поддерживая метаболизм даже при критическом снижении влажности почвы.
В ходе наблюдений было отмечено, что инокуляция грибами не повлияла на высоту растений, но привела к увеличению количества и размера листьев. Это повышает фотосинтетическую способность культуры и ускоряет ее восстановление после прекращения засухи. Штаммы грибов родов Fusarium и Phoma показали положительное влияние на рост какао не только в стрессовых, но и в благоприятных условиях, что указывает на их потенциал как универсальных стимуляторов развития.
Авторы исследования, среди которых представители Института Бойса Томпсона и Университета Анд, полагают, что данная технология может быть масштабирована на другие культуры, чувствительные к дефициту воды, такие как томаты и картофель. Использование микробных добавок рассматривается как экологически безопасная альтернатива химическим удобрениям и генетической модификации. Для внедрения метода в широкую практику потребуется дополнительное изучение взаимодействия новых штаммов с местной микрофлорой почв и оценка их долгосрочной эффективности в полевых условиях плантаций.