Bakterie pomáhající rostlinám růst

Výzkum, jež měl původně za cíl najít vhodnou metodu k odstraňování kontaminantů z půd, dovedl vědce k překvapivému objevu. Identifikovali mikroorganismy podporující růst rostlin.
Výzkumníci z amerického Department of Energy Brookhaven National Laboratory a jejich belgičtí kolegové z Hasselt University svůj objev publikují v únorovém vydání časopisu Applied and Environmental Microbiology.

Autoři studie věří v praktické využití výzkumu při produkci biopaliv, tzn. při využívání půd marginálních, nikoli půd zemědělských pro produkci potravin. „K biopalivům je směřována stále větší pozornost, a to zejména z důvodů slábnoucích zásob, vysokých cen a enviromentálních důsledků používání fosilních paliv," řekl vedoucí výzkumu Daniel (Niels) van der Lelie. Ideální by bylo pěstování rostlin pro produkci biopaliv, které se nepoužívají jako potraviny a měly by růst na ne-zemědělských půdách.

Van der Lelieův tým má zkušenosti s růstem rostlin na marginálních půdách - půdách kontaminovaných těžkými kovy nebo jinými průmyslovými chemikáliemi. V dřívějším výzkumu vkládali do mikroorganismů běžně osidlujících topoly geny z bakterií, jež dokáží degradovat kontaminanty. Stromy pak používali k čištění půdy. Vypozorovali však další přínos, stromy doplněné mikroorganismy rostly rychleji, i bez přítomnosti kontaminantů. „Na tento výzkum navazuje naše současná práce. Zkoumáme bakterie a metabolické dráhy, díky nimž dochází k nárůstu biomasy. Naším cílem je zavedení používání topolů pěstovaných na nezemědělských půdách k produkci biopaliv.“ Uvedl spoluautor studie Safiyh Taghavi.

Nyní izolují endofytické bakterie normálně obývající topoly a kořeny vrb. Testují schopnosti jednotlivých druhů zvyšovat růst topolů. Sekvenovali geny ze čtyř vybraných bakteriálních druhů a pokoušejí se objasnit jakým způsobem bakterie růst podporují. Vyšetřují je na přítomnost enzymů, hormonů a jiných metabolických faktorů zvyšujících růst. „Pochopení interakce mezi mikroby a rostlinami může vést k dalším možnostem nárůstu produkce biomasy.“ Dodává van der Lelie.

Aby vědci mohli izolovat a studovat bakterie žijící uvnitř rostlinných pletiv – endofytické bakterie, museli rostliny omýt a povrch sterilizovat, tak dosáhli eliminace výskytu půdních bakterií. Potom byly jednotlivé druhy obohaceny o žádoucí geny (označeny tak, aby svítili pod ultrafialovým světlem) a inokulovány do čerstvých kořenových řezů. Pozorost byla zaměřena také na mikrobní druhy podporující růst kořenů.Výsledky

Objevili 78 druhů endofytů izolovaných z topolů a vrb. Některé z nich vykazovaly příznivý účinek na růst, jiné byly bez efektu, některé dokonce růst snižovaly. Obvzláště topoly inokulované Enterobacterem sp. 638 a Burkholderii cepacia BU72 opakovaně vykazovaly výrazné účinky. Zatímco tvorba kořenů u ne-inokulovaných rostlin byla velmi pomalá, inokulovaní jedinci se vyznačovali mnohem rychlejším rašením i růstem kořenů. Dále identifikovali řadu možných mechanizmů a metabolicky důležitých produktů odvozených od endofytů.

Van der Lelie plánuje provést další výzkum, chce detailně objasnit mechanizmy, kterými bakterie růst topolů podporují.

Autor: Vlasta Stancová