Международная группа ученых установила, что совместимость штаммов почвенных бактерий – ключевой фактор их эффективности в качестве биопрепаратов. Простой лабораторный тест, который показывает, как взаимодействуют колонии микроорганизмов, позволяет предсказать их влияние на рост томатов и на то, как формируется почвенный микробиом. Это открывает возможность целенаправленно конструировать биоудобрения, а не подбирать их методом проб и ошибок.
Исследователи из Китая, ОАЭ, Пакистана и Белоруссии изучали штаммы бактерий рода Bacillus. В ходе экспериментов на твердой питательной среде совместимые штаммы сливали свои колонии, что указывало на кооперацию. Несовместимые же демонстрировали явный антагонизм – между их колониями образовывалась четкая разделительная линия.
Затем ученые применили синтетические микробные сообщества из этих бактерий в теплице с томатами. Растения, которым вносили совместимые бактерии, росли значительно лучше: они были выше, развивали более мощную корневую систему и активнее фотосинтезировали. Анализ показал, что совместимые пары микроорганизмов вырабатывали больше индол-3-уксусной кислоты – ключевого растительного гормона роста.
Воздействие распространяется на всю прикорневую экосистему. Когда вносили совместимые бактерии, в почве складывалась более сложная и стабильная сеть из местных микробов. Несовместимые комбинации, напротив, приводили к тому, что микробные сообщества становились фрагментированными и менее устойчивыми.
Авторы заключают, что простой скрининг на совместимость может лечь в основу рационального подхода, который позволит создавать многоштаммовые биопрепараты. Этот метод помогает заранее отбирать комбинации, в которых бактерии усиливают, а не подавляют друг друга. Такой подход позволит быстрее разрабатывать эффективные альтернативы химическим удобрениям и пестицидам, хотя ученые и оговариваются, что на итоговый результат влияют и другие индивидуальные свойства штаммов.