Tyrime aprašomas naujas mechanizmas, kuris tarpininkauja simbiontinėms asociacijoms tarp augalų ir grybų. Tai atveria galimybes ateityje didinti žemės ūkio produktyvumą auginant atsparesnius augalus, kuriems reikia mažiau vandens, žemės ir cheminių trąšų.
Augalai yra sudėtingai susiję su mikoriziniais grybais. Šie grybai sudaro apvalkalą aplink augalų šaknis, teikdami daug naudos iš simbionto. Dėl šio ryšio augalas geriau pasisavina vandenį ir maistines medžiagas, ypač fosforą, o mainais augalas suteikia grybams anglies, kuria jie gali maitintis ir augti. Grybai gana ilgai auga ties augalų šaknimis, todėl dabar galima pasiekti didesnį dirvožemio kiekį. Beveik 80 procentų visų sausumos augalų rūšių turi su šaknimis susijusį mikorizinį grybą. Šis ryšys yra labiausiai paplitusi ir aktuali augalų ir mikrobų sąveika, kurios pagrindiniai mechanizmai vis dar tiriami.
Liepos 8 d. žurnale „Nature Plants“ paskelbtame tyrime tyrėjai, pasitelkę genomo sekvenavimą, kiekybinę genetiką, didelio našumo skaičiavimus ir eksperimentinę biologiją, ieškojo genetinių veiksnių, įgalinančių simbiontinius ryšius tarp augalo ir grybų. Jie pasirinko Arabidopsis – augalą, kuris natūraliai nesąveikauja su ektomikorizės grybu L. bicolor . Jie nustatė specifinį geną, kuris greičiausiai kontroliuoja simbiotinius ryšius tarp šio augalo ir grybų dirvožemyje. Vėliau jie genetiškai modifikavo šį augalą į naują versiją, kuri dabar ekspresuoja baltymą, vadinamą G tipo lektino receptorių tipo kinazės PtLecRLK1 baltymu. Dabar augalas buvo inokuliuotas grybu.
Pastebėta, kad G tipo lektino receptorių tipo kinazės PtLecRLK1 baltymas tarpininkauja simbiotinei sąveikai tarp Populus – L. bicolor ir transgeninės Arabidopsis – L. bicolor sistemų, nes grybelis apgaubia augalų šaknų galiukus ir suformuoja grybelio apvalkalą, rodantį simbiotinį formavimąsi. Modifikavus vieną geną, nešeimininkas Arabidopsis buvo paverstas šio simbionto šeimininku.
Šiame tyrime aprašomas svarbus molekulinis žingsnis, kaip užmezgama simbiotinė augalų ir grybų asociacija. Geresnis šio ryšio supratimas, nustatant genetinius veiksnius, gali padėti panaudoti šį simbiontinį ryšį auginant augalus nepalankiomis sąlygomis, tokiomis kaip sausra, arba padidinus maistinių medžiagų ir azoto įsisavinimą, kovojant su patogenais ir pan. Tyrimas atveria galimybes kurti naudingus augalų ir mikorizos ryšius. Tai gali padėti mums auginti pasėlius, kuriems reikės mažiau vandens, mažiau žemės ūkio paskirties žemės, mažiau cheminių trąšų, kurie bus atsparūs kenkėjams ir patogenams ir duos didesnį derlių iš akro.
***
Šaltiniai)
Labbé, J ir kt. 2019. Augalų ir mikorizos sąveikos tarpininkavimas lektino receptorių tipo kinazės. Nature Plants. 5 (7): 676. http://dx.doi.org/10.1038/s41477-019-0469-x
Komentarai yra uždaryti.