Экономичный растительный субстрат для повышения образования спор B. amyloliquefaciens CN12 для применения в биоудобрениях

Почему лучшее питание для растений важно

Пока фермеры ищут способы выращивать больше продуктов, не нанося ущерба почве, растёт интерес к биоудобрениям — живым микробам, помогающим растениям развиваться. В этом исследовании изучают выносливую почвенную бактерию, способную стимулировать рост овощей, и демонстрируют, как её можно дешево культивировать, используя обычные растительные материалы вместо дорогих лабораторных реагентов. Работа указывает путь к доступным, более устойчивым удобрениям, которые могли бы поддержать как мелких фермеров, так и крупные хозяйства.

Полезные микроорганизмы из тихого леса

Исследователи начали работу в охраняемом лесу Тан Фу на юго-востоке Вьетнама — относительно нетронутой территории, богатой дикой природой и, что важно, микроскопической жизнью. Из образцов почвы леса и близлежащего термального источника они выделили 53 штамма бактерий, способных образовывать споры — прочные покоящиеся структуры, помогающие микроорганизмам переживать засуху, высокие температуры и другие суровые условия. Эти спорообразующие штаммы затем тестировали на способность синтезировать растительный гормон ИКК (IAA), который стимулирует рост корней, а также на несколько других признаков, связанных с улучшением здоровья растений и доступности питательных веществ в почве.

Поиск выдающейся бактерии

Из множества исследованных штаммов один, обозначенный как CN12, явно выделялся. Он продуцировал больше IAA, чем остальные, и демонстрировал сильную активность по нескольким полезным функциям: разложение растительных остатков, высвобождение фосфора и калия, связанного с частицами почвы, а также синтез сидерофоров — соединений, помогающих растениям усваивать железо. Генетический анализ отнёс CN12 к виду Bacillus amyloliquefaciens, уже известному как безопасный и полезный для растений. Поскольку этот штамм сочетал несколько растительно-дружественных свойств с надёжным образованием спор, CN12 был выбран в качестве наиболее перспективного кандидата для использования в биоудобрении.

Превращение кухонных культур в фабрику микробов

Чтобы превратить CN12 в практический продукт, команде нужно было найти способ выращивать большое количество спор без использования дорогостоящих лабораторных сред. Они протестировали жидкие бульоны, приготовленные из распространённых растительных ингредиентов — ростков маша, картофеля, риса, кукурузы и сои — приготовленные подобно простым супам. Экстракт из ростков маша обеспечил наилучшее образование спор и стал основной рецептурой. Учёные затем усовершенствовали эту среду, добавив недорогие добавки, такие как тростниковый меласса для дополнительного сахара, мочевина в качестве источника азота и сульфат магния как минеральную подкормку. С помощью статистических методов тонкой настройки рецепта они получили смесь, дававшую сотни миллионов спор на миллилитр, всё из дешёвых и широко доступных материалов.

Испытание биоудобрения на практике

Плотная, недорогая культура полезна только в том случае, если продукт работает на реальных растениях, поэтому команда провела горшечные эксперименты с малабарским шпинатом — листовым овощем, ценимым за быстрый рост и питательность. Саженцы, выращенные в стерильной почве, либо получали суспензию спор CN12, либо оставлялись без обработки. Через три недели обработанные растения были значительно крупнее: они были в несколько раз выше, имели гораздо более тяжёлые надземные части и более толстые корни по сравнению с контролем. Исследователи также хранили жидкую спорную форму в течение года, как в холодильнике, так и при тёплой комнатной температуре. Большая часть спор оставалась жизнеспособной даже после 12 месяцев, особенно при более прохладном хранении, что указывает на то, что продукт можно производить, хранить и транспортировать, не теряя быстро эффективности.

Что это значит для будущих удобрений

Проще говоря, это исследование показывает, что выносливая лесная бактерия может быть превращена в практический стимулятор роста растений с использованием ингредиентов, взятых прямо из кухонной кладовой. Выбранный штамм, Bacillus amyloliquefaciens CN12, хорошо растёт, образует стойкие споры и существенно улучшает рост овощей, при этом культивируется на экономичной растительной среде. При дальнейшем тестировании в полевых условиях и разработке продукта такое биоудобрение может помочь фермерам снизить зависимость от химических средств, сохранить здоровье почв и при этом получать высокие урожаи.

Цитирование: Nguyen, T.N., Ly, T.C., Tran, N. et al. Cost-effective plant-based medium for enhanced spore production of B. amyloliquefaciens CN12 for biofertilizer application. Sci Rep 16, 12276 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-42679-6

Ключевые слова: биоудобрение, бактерии для роста растений, Bacillus amyloliquefaciens, устойчивое сельское хозяйство, здоровье почвы