Исследование описывает новый механизм, который опосредует ассоциации симбионтов между растениями и грибами. Это открывает возможности для увеличения сельскохозяйственный продуктивность в будущем за счет выращивания более устойчивых культур, требующих меньше воды, земли и меньшего использования химических удобрений.
Растения имеют комплекс симбиотические связь с микоризными грибами. Эти грибы образуют оболочку вокруг корней растений, обеспечивая множество преимуществ в отношениях симбионта. Это соотношение позволяет увеличить потребление воды и питательных веществ растением, особенно фосфором, и, в свою очередь, растение обеспечивает грибы углеродом для питания и роста. Грибы довольно долго распространяются у корней растений, и поэтому теперь доступен больший объем почвы. Почти 80 процентов всех видов наземных растений имеют микоризный гриб, связанный с корнями. Эта взаимосвязь является наиболее распространенным и актуальным растительно-микробным взаимодействием, лежащие в основе которого механизмы все еще исследуются.
В исследовании, опубликованном 8 июля в Природа РастенияИсследователи использовали геномное секвенирование, количественную генетику, высокопроизводительные вычисления и экспериментальную биологию, чтобы найти генетические триггеры, обеспечивающие симбионтные отношения между растением и грибами. Они выбирают Arabidopsis, растение, которое в естественных условиях не взаимодействует с эктомикоризным грибком Л. биколор. Они определили конкретный ген, который, скорее всего, будет контролировать симбиотические отношения между этим растением и грибами в почве. Впоследствии они с помощью генной инженерии преобразовали это растение в новую версию, которая теперь экспрессирует белок, называемый лектиновым рецептором G-типа киназным белком PtLecRLK1. Теперь растение было заражено грибком.
Белок PtLecRLK1, подобный рецептору лектина G-типа, опосредует симбиотическое взаимодействие между Populus - L. bicolor. а также трансгенные Арабидопсис - L биколор системы, поскольку грибок охватывает кончики корней растений и образует грибковую оболочку, указывающую на симбиотическое образование. С модификацией одного гена не-хозяин Arabidopsis превратился в хозяина для этого симбионта.
Настоящее исследование описывает важный молекулярный шаг в установлении симбиотической ассоциации растений и грибов. Лучшее понимание этой взаимосвязи путем обнаружения генетических триггеров может помочь использовать эти отношения симбионтов для выращивания растений в неблагоприятных условиях, таких как сквозняк, или увеличение потребления пищи и азота, борьба с патогенами и т. Д. Исследование открывает возможности для создания полезных растений-микориз. отношения. Это может помочь нам выращивать культуры, которым нужно меньше воды, сельскохозяйственный земли, меньше химических удобрений, устойчивость к вредителям и патогенам и повышение урожайности с акра.
Источник (ы)
Лаббе, Дж. И др. 2019. Посредничество растительно-микоризного взаимодействия киназой, подобной рецептору лектина. Природа Растения. 5 (7): 676. http://dx.doi.org/10.1038/s41477-019-0469-x
