Снижение последствий засухи и метаболические изменения у тимофеевки луговой (Phleum pratense L.), колонизированной Bacillus subtilis B26

Засуха является одним из основных факторов, ограничивающих продуктивность сельскохозяйственных культур во всем мире, и ожидается, что в условиях изменения климата ее частота будет возрастать. Поэтому адаптация трав холодного сезона к засухе представляет собой важную задачу для обеспечения продуктивности сельского хозяйства в современных и будущих климатических условиях. Эндофиты — это непатогенные бактерии, ассоциированные с растениями, которые могут играть важную роль в повышении устойчивости растений к засухе и улучшении их толерантности к стрессу. В данном исследовании в контролируемых условиях изучали влияние инокуляции бактериальным эндофитом Bacillus subtilis, штамм B26, на рост, водный статус, фотосинтетическую активность и метаболизм тимофеевки луговой (Phleum pratense L.), подвергнутой засуховому стрессу. Как в условиях засухового стресса, так и без стресса штамм B26 успешно колонизировал внутренние ткани тимофеевки и положительно влиял на рост растений. Воздействие 8-недельного засухового стресса на инокулированные растения приводило к достоверному увеличению биомассы побегов и корней на 26,6% и 63,8% соответственно, а также интенсивности фотосинтеза и устьичной проводимости на 55,2% и 214,9% соответственно по сравнению с неинокулированными растениями, выращенными в аналогичных условиях. Эндофит оказывал достоверное влияние на метаболизм растений: в побегах и корнях колонизированных растений по сравнению с неколонизированными отмечались более высокие уровни ряда сахаров, особенно сахарозы и фруктанов, а также повышенное содержание ключевых аминокислот, таких как аспарагин, глутаминовая кислота и глутамин. В присутствии эндофита увеличивалось накопление непротеиногенной аминокислоты ГАМК в побегах стрессированных растений и в корнях стрессированных и нестессированных растений. В совокупности полученные результаты свидетельствуют о том, что B. subtilis B26 улучшает рост тимофеевки в условиях засухового стресса за счет изменения накопления осмолитов в корнях и побегах. Эти результаты будут способствовать разработке микробного препарата для повышения урожайности видов злаков, включая кормовые культуры и зерновые, подвергающихся воздействию стрессов окружающей среды.