Ученые из МГУ имени М.В. Ломоносова совместно с коллегами из Главного ботанического сада им. Н.В. Цицина РАН выяснили, что на корнях безлистных орхидей обитают особые бактерии, помогающие растениям получать питательные вещества и выживать в условиях дефицита влаги. Результаты опубликованы в журнале Microorganisms.
Орхидные — одно из самых многочисленных семейств цветковых. Встречаются они в основном в тропиках, и около 70% из них живут на стволах и в кронах деревьев – такие растения называют эпифитными. В отличие от почвенных растений, они вынуждены жить при дефиците влаги и избытке ультрафиолета.
Экономный метаболизм привел к превращению их листьев в мелкие чешуйки. Обычные функции листьев на себя взяли воздушные корни, покрытые веламеном — особой влаговпитывающей тканью с защитой от ультрафиолета и механических повреждений.
В веламене живет множество грибов и бактерий. Ранее микробиологам МГУ удалось выяснить, что среди обитателей воздушных корней у зеленолистных орхидей есть бактерии, помогающие им поглощать азот. Кроме того, эти микробы выделяют растительные гормоны ауксины, влияющие на жизненные процессы орхидей.
В новом исследовании биологи изучили безлистные орхидеи Chiloschista parishii Seidenf. и Microcoelia moreauae L. Jonss. Они отобрали пробы корней оранжерейных растений и с помощью секвенирования ДНК изучили их состав и функции.
Как и у облиственных орхидей, у изученных безлистных видов на корнях доминировали цианобактерии, однако их видовой состав оказался значительно шире. Также они формируют значительно более массивные биопленки, чем у облиственных орхидей. Кроме того, состав бактерий менялся в зависимости от стадии развития корня.
В целом результаты исследования показали тесные отношения безлистных орхидей с их бактериями-помощниками. Цианобактерии заселяют воздушные корни растений, удобряя растения азотсодержащими соединениями.
Другой пример такой кооперации — водный папоротник Azolla и живущая в полостях его листьев цианобактерия Anabaena. Этот папоротник используют как биоудобрение на рисовых полях, которые он обогащает дополнительным азотом.
