Симбиоз грибов с корнями растений преподнес сюрприз

Исследователи Мюнхенского технического университета (Германия) и Университета Гонконга (Китай) изучили взаимодействие арбускулярной микоризы с корнями растений на молекулярном уровне. В ходе экспериментов ученым удалось лучше понять механизм ингибирования микоризы при высоком уровне фосфатов, а также определить транскрипционный фактор в виде белка PHR.

Известно, что свыше 80% растений использует арбускулярную микоризу, или симбиоз почвенных грибов с корневой системой. В результате такого сотрудничества мицелия гриба проникает в клетки корневой системы и образует нитиевидные сети, через которые растения и получают необходимый для их развития фосфор.

«Любопытно, что растение способно регулировать симбиозом в зависимости от своего физиологического состояния. Симбиоз усиливается при низком уровне фосфатов и ингибируется, когда фосфатный уровень достаточен, например, в результате использования удобрений. Несмотря на то, что данный феномен впервые наблюдался еще 50 лет назад, молекулярный механизм ингибирования арбускулярной микоризы при высоком фосфатном статусе был до этого неизвестен», — объясняет профессор Каролин Гутьяр (Caroline Gutjahr).

Ученые также выявили белок PHR, активирующий гены, позволяющие растению реагировать на дефицит фосфора. Лабораторные и полевые эксперименты на рисе и бобовых показали, что белок PHR не только управляет генами дефицита фосфора, но и всей группой генов, необходимых для функционирования арбускулярной микоризы. В число таких генов, помимо прочего, входят и гены биосинтеза стриголактона, гормона, стимулирующего рост микоризных грибов.

Лучшее понимание механизма арбускулярной микоризы позволит в будущем снизить потребность растений в минеральных удобрениях. По мнению исследователей, полученные знания помогут изменять фосфорную чувствительность растений путем селекции или редактирования генов. Помимо прочего исследования арбускулярной микоризы помогут повысить эффективность поглощения азота, калия и сульфатов, а также усилить устойчивость сельскохозяйственных культур к засухе и другим стрессам.

Источник: Phys.org