Индийские учёные обнаружили в полузасушливых районах Раджастхана дикорастущее бобовое растение, которое в симбиозе с почвенными бактериями эффективно фиксирует азот из воздуха. Это первое исследование микроорганизмов, связанных с местным видом Tephrosia strigosa, и его результаты могут помочь в создании биоудобрений для засушливого климата.
В 2021–2024 годах исследователи изучили растения на двенадцати участках в округах Джайпур и Аджмер. Они собрали корневые клубеньки, в которых живут бактерии, и выделили из них 83 штамма для анализа. Почвы в этих местах оказались щелочными, что типично для аридных и полуаридных ландшафтов. Количество клубеньков на одном растении сильно различалось в зависимости от места и, по мнению авторов, коррелировало с содержанием в почве органического углерода и фосфатов, которые стимулируют активность бактерий.
Генетический анализ показал высокое разнообразие микроорганизмов. Основными партнёрами растения оказались бактерии из родов Sinorhizobium и Rhizobium. При этом доминирующим родом был Sinorhizobium, что, вероятно, связано с его лучшей приспособленностью к щелочным почвам, жаре и нехватке воды в регионе. Фенотипическое тестирование подтвердило их устойчивость: большинство штаммов выдерживали высокие уровни pH и концентрацию соли до 2–3%, а некоторые – до 4%.
Исследование выявило и генетическую связь выделенных бактерий со штаммами, найденными на других континентах у совершенно других бобовых – в Марокко, Пакистане, Сенегале и Судане. Это говорит о широком распространении и высокой адаптивности этих микроорганизмов. Некоторые штаммы оказались близкородственными бактериям, выделенным из нута, чечевицы и арахиса.
Учёные также столкнулись с загадкой: два штамма, выделенные из активных клубеньков, в лабораторных условиях не смогли снова сформировать их на корнях растения-хозяина. Анализ показал их родство с видами, которые обычно живут на корнях риса, а не бобовых. Возможно, за время культивирования в лаборатории они утратили гены, отвечающие за симбиоз.
Авторы работы подчёркивают, что дикорастущая Tephrosia strigosa служит важным резервуаром генетически разнообразных и стрессоустойчивых бактерий. Дальнейшее изучение этих микроорганизмов может лечь в основу разработки эффективных биопрепаратов, которые повысят урожайность сельскохозяйственных культур в засушливых регионах и помогут развивать устойчивое земледелие.