Tyrimas aprašo naują mechanizmą, kuris tarpininkauja simbiontinėse asociacijose tarp augalų ir grybų. Tai atveria galimybes augti žemės ūkio produktyvumą ateityje auginant atsparesnius augalus, kuriems reikia mažiau vandens, žemės ir mažiau naudoti chemines trąšas.
Plants have a complex simbiozinis ryšys su mikoriziniais grybais. Šie grybai sudaro apvalkalą aplink augalų šaknis, suteikdami daug naudos simbiontinio ryšio metu. Ryšys leidžia augalui geriau pasisavinti vandenį ir maistines medžiagas, ypač fosforą, o už tai augalas suteikia grybams anglies, kad jie galėtų maitintis ir augti. Grybai gana ilgai tęsiasi prie augalų šaknų, todėl dabar pasiekiamas didesnis dirvožemio kiekis. Beveik 80 procentų visų sausumos augalų rūšių turi mikorizinį grybelį, susijusį su šaknimis. Šis ryšys yra labiausiai paplitusi ir aktualiausia augalų ir mikrobų sąveika, kurios pagrindiniai mechanizmai vis dar tiriami.
Tyrime, paskelbtame liepos 8 d Gamtos augalai, researchers used genomic sequencing, quantitative genetics, high performance computing and experimental biology to find genetic triggers to enable symbiont relationship between plant and fungi. They chose Arabidopsis, augalas, kuris natūraliai nesąveikauja su ektomikoriziniu grybeliu L. dvispalvis. Jie nustatė specifinį geną, kuris greičiausiai kontroliuoja simbiotinį ryšį tarp šio augalo ir grybų dirvožemyje. Vėliau jie genetiškai modifikavo šį augalą į naują versiją, kuri dabar išreiškia baltymą, vadinamą G tipo lektino receptorių panašia kinaze PtLecRLK1 baltymu. Dabar augalas buvo užkrėstas grybeliu.
Manoma, kad G tipo lektino receptorių tipo kinazės PtLecRLK1 baltymas tarpininkauja simbiotinei sąveikai tarp Populus – L. bicolor taip pat transgeninis Arabidopsis – L dvispalvis sistemoms, nes grybelis apgaubia augalų šaknų galiukus ir suformuoja grybelio apvalkalą, rodantį simbiotinį formavimąsi. Modifikavus vieną geną, ne šeimininką Arabidopsis buvo paverstas šio simbiono priegloba.
Šiame tyrime aprašomas svarbus molekulinis žingsnis, kaip sukurti simbiotinę augalų ir grybų asociaciją. Geresnis šio ryšio supratimas, ieškant genetinių veiksnių, gali padėti panaudoti šį simbiontinį ryšį, kad būtų galima auginti augalus nepalankiomis sąlygomis, pvz., skersvėjais, arba didinant mitybą ir azoto pasisavinimą, susidoroti su patogenais ir kt. Tyrimas atveria galimybes sukurti naudingų augalų mikorizės inžinierių. santykiai. Tai gali padėti mums auginti javus, kuriems reikės mažiau vandens žemės ūkio žemė, mažiau cheminių trąšų, atsispiria kenkėjams ir ligų sukėlėjams ir iš aro duoda daugiau derliaus.
***
Šaltiniai)
Labbé, J ir kt. 2019. Į lektino receptorius panašios kinazės tarpininkavimas augalų ir mikorizės sąveikai. Gamta Augalai. 5 (7): 676. http://dx.doi.org/10.1038/s41477-019-0469-x
