Можно подумать, что сложный вкус качественной чашки чая будет зависеть главным образом от сорта чая, из которого он приготовлен. Но исследование, опубликованное в журнале Current Biology, показывает, что приготовление вкусной чашки чая зависит от еще одного ключевого ингредиента: коллекции микробов, обнаруженных в корнях чая. Изменив эту сборку, авторы показали, что они могут сделать чай хорошего качества еще лучше.
«С помощью микробиомики в корнях чайных растений различного качества были выявлены значительные различия в микробных сообществах, особенно микроорганизмах, связанных с азотистым метаболизмом», — говорит Тонгда Сюй из Фуцзяньского университета сельского хозяйства и лесного хозяйства в провинции Фуцзянь, Китай. «Важно отметить, что благодаря выделению и сборке синтетического микробного сообщества из корней высококачественного чайного растения нам удалось заметно повысить содержание аминокислот в различных сортах чайного растения, что привело к улучшению качества чая».
Китай обладает богатыми генетическими ресурсами для выращивания чайных растений. Но, как объясняют исследователи, улучшение качества чая с помощью методов молекулярно-генетической селекции является сложной задачей. Существует интерес к поиску других способов модификации и улучшения качества чая, возможно, включая использование микробных агентов.
Более ранние исследования показали, что почвенные микробы, живущие в корнях растений, влияют на то, как питательные вещества поглощаются и используются растениями. В новом исследовании исследователи хотели узнать больше о том, как именно корневые микробы влияют на качество чая.
Они обнаружили, что микробы в корнях чая влияют на поглощение аммиака, что, в свою очередь, влияет на выработку теанина, который является ключевым фактором, определяющим вкус чая. Они также увидели различия в микробах, колонизирующих разные чаи. Сравнивая сорта чая с разным количеством теанина, они выявили набор микробов, которые выглядели многообещающими для изменения азотистого метаболизма и повышения уровня теанина.
Затем они создали синтетическое микробное сообщество, получившее название SynCom, которое очень похоже на то, которое было обнаружено в связи с сортом чая с высоким содержанием теанина под названием Руги. Когда они применили SynCom к корням чая, они обнаружили, что он повысил уровень теанина. Микробы также позволили Arabidopsis thaliana, растению, обычно используемому в фундаментальных биологических исследованиях, лучше переносить условия с низким содержанием азота.
«Первоначально ожидалось, что синтетическое микробное сообщество, полученное из корней высококачественного чайного растения, должно было улучшить качество низкокачественного чайного растения», — говорит соавтор исследования Вэньсинь Тан. «Однако, к нашему удивлению, мы обнаружили, что синтетическое микробное сообщество не только повышает качество низкокачественных чайных растений, но и оказывает значительный стимулирующий эффект на некоторые высококачественные сорта чая. Более того, этот эффект особенно выражен у низкокачественных чайных растений. Азотные почвенные условия».
Результаты показывают, что синтетически созданные микробные сообщества могут улучшить чай, особенно при выращивании в почвенных условиях с дефицитом азота, говорят они. Поскольку чайным деревьям требуется много азота, это открытие может помочь сократить использование химических удобрений, одновременно повышая качество чайных деревьев. Результаты могут иметь важные последствия для сельскохозяйственных культур в более широком смысле.
«Основываясь на наших текущих экспериментальных результатах, включение микробного сообщества SynCom21 не только улучшило усвоение аммонийного азота в различных сортах чая, но также увеличило поглощение аммонийного азота Arabidopsis thaliana», — говорит Сюй. «Это говорит о том, что функция SynCom21, способствующая поглощению аммонийного азота, может быть применима к различным растениям, включая другие сельскохозяйственные культуры».
Например, говорят они, это может позволить выращивать рис с улучшенными качествами, включая большее содержание белка. Теперь они планируют продолжить оптимизацию SynCom и оценить его использование в полевых испытаниях. Они также надеются узнать больше о том, как корневые микробы влияют на другие вторичные метаболиты чайных деревьев.
