Повышение содержания волокон и каннабиноидов в конопле с помощью арбускулярных микоризных грибов и эндофитных грибов

Почему помощники в почве важны для знакомого растения

Конопля наиболее известна своими прочными, универсальными волокнами и растительными соединениями, которые сделали каннабис знаменитым. В этом исследовании изучается, как крошечные партнёры, живущие в почве и внутри корней конопли, могут улучшать как качество волокна, так и полезные каннабиноиды, при этом снижая потребность в синтетических удобрениях. Для фермеров, отрасли и читателей, заботящихся об окружающей среде, это показывает направления более чистого выращивания востребованной культуры для текстиля, строительных материалов и других продуктов.

Конопля как полезная и требовательная культура

Конопля, близкий родственник марихуаны, даёт высокие стебли, заполненные длинными, прочными волокнами. Эти волокна используют в текстиле, бумаге, строительных материалах и биопластиках. Конопля также производит каннабиноиды, такие как каннабидиол (CBD) и тетрагидроканнабинол (THC), хотя промышленные сорта обычно содержат их значительно меньше, чем марихуана. Как и многие культуры, производство конопли часто опирается на синтетические удобрения для получения высоких урожаев, но их интенсивное применение со временем может повредить почвенную жизнь и качество воды. Авторы поэтому искали биологические помощники, которые могли бы поддерживать мощный рост и качество волокна при меньшем использовании химии.

Дружелюбные грибы над и под землёй

Команда сосредоточилась на двух группах грибов, которые естественно образуют партнёрства с растениями. Арбускулярные микоризные грибы живут вокруг и внутри корней, протягивая тонкие нити через почву, помогающие растениям захватывать такие питательные вещества, как фосфор, азот и калий. Эндофитные грибы тихо обитают внутри тканей растений, не вызывая видимых симптомов болезни; некоторые штаммы способны синтезировать фитогормоны, высвобождать питательные вещества из минеральных частиц почвы и повышать устойчивость к стрессам. Исследователи выбрали два вида микоризных и два вида эндофитных грибов, выделенные из конопли и других хозяев, предварительно подтвердив, что эндофиты не вызывают симптомов болезни на листьях конопли.

Испытание почвенных партнёров

В горшечном эксперименте в теплице продолжительностью 90 дней черенки конопли сорта, ориентированного на волокно (RPF3), выращивали при шести условиях. Растения либо не получали добавленных микробов и удобрений, либо получали только синтетическое удобрение, либо инокулировались одним из четырёх грибов без синтетического удобрения. Учёные измеряли высоту растений, площадь листьев, сухую массу стебля и коры (бастовых волокон), характеристики корней и уровень питательных веществ в листьях. Они также проанализировали состав волокна, сосредоточившись на целлюлозе и родственных компонентах, определяющих прочность, и с помощью химического анализа измеряли CBD и THC в листьях и побегах. Образцы корней проверяли под микроскопом, чтобы подтвердить колонизацию грибами.

Рост, волокна и каннабиноиды при биологической поддержке

Растения, обработанные любым из полезных грибов, росли лучше по сравнению с нефертильными контрольными образцами, демонстрируя более высокие стебли, большие листья и большую биомассу. Синтетическое удобрение по-прежнему давало самые крупные растения в целом, но один эндофитный гриб, Macrophomina phaseolina, почти сравнялся с ним по эффекту без химических внесений. Корневые системы в целом были похожи между обработками, хотя один вид микоризы увеличивал длину корней и их площадь поверхности. Важно для отрасли, что растения с грибными партнёрами имели содержание волокна не ниже, а в ряде случаев выше, чем удобренные растения: один микоризный вид, Rhizophagus aggregatus, обеспечивал самые высокие уровни фракций, богатых целлюлозой, связанных с прочными, качественными волокнами.

Естественные партнёры и химия растения

Грибные партнёры также влияли на химию конопли. Все растения производили и CBD, и THC на низких уровнях, типичных для волокнистой конопли, но инокулированные растения показывали более высокие концентрации по сравнению с нефертильными контролями. В частности, R. aggregatus и эндофит Lasiodiplodia theobromae приводили к наибольшему увеличению содержания CBD и THC на грамм растительного материала. Поскольку удобрения делали растения значительно крупнее, удобренные контроли всё же имели наибольшее суммарное количество каннабиноидов на растение, хотя их концентрации были умеренными. Авторы предполагают, что улучшенное питание и тонкая активация защитных путей растений под влиянием грибов могут объяснять эти изменения в химическом составе растений.

Что это значит для будущих полей конопли

Для неспециалистов ключевой вывод заключается в том, что тщательно подобранные почвенные и эндофитные грибы могут помочь конопле хорошо расти, формировать более прочные волокна и корректировать уровень каннабиноидов даже при отсутствии синтетических удобрений. Эти биологические партнёры не причиняли вреда конопле в условиях эксперимента и в некоторых случаях соперничали с удобрениями по стимулированию роста. Хотя для подтверждения безопасности и эффективности вне теплицы требуется больше полевых работ, результаты указывают на более устойчивое возделывание конопли, опирающееся на живых помощников в почве, а не исключительно на химические внесения.

Цитирование: Seemakram, W., Paluka, J., Khota, W. et al. Enhancement of fiber content and cannabinoids of hemp using arbuscular mycorrhizal fungi and endophytic fungi. Sci Rep 16, 15829 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-46869-0

Ключевые слова: возделывание конопли, полезные грибы, микориза, качество волокна, каннабиноиды