Badanie opisuje nowy mechanizm, który pośredniczy w asocjacjach symbiontów między roślinami a grzybami. To otwiera możliwości zwiększenia rolny wydajność w przyszłości dzięki uprawie bardziej odpornych upraw, które wymagają mniej wody, ziemi i mniejszego zużycia nawozów sztucznych.
Rośliny mają kompleks symbiotyczne związek z grzybami mikoryzowymi. Grzyby te tworzą otoczkę wokół korzeni roślin, zapewniając wiele korzyści w ramach relacji symbiontowej. Zależność ta pozwala roślinie na zwiększone pobieranie wody i składników odżywczych, zwłaszcza fosforu, a w zamian roślina dostarcza grzybom węgiel do żerowania i wzrostu. Grzyby rozrastają się dość długo u korzeni roślin, dzięki czemu dostępna jest większa objętość gleby. Prawie 80 procent wszystkich gatunków roślin lądowych ma grzyb mikoryzowy związany z korzeniami. Ta zależność jest najbardziej wszechobecną i istotną interakcją między roślinami a drobnoustrojami, której mechanizmy leżące u podstaw są wciąż badane.
W badaniu opublikowanym 8 lipca w Natura Roślinybadacze wykorzystali sekwencjonowanie genomu, genetykę ilościową, obliczenia wielkiej skali i biologię eksperymentalną, aby znaleźć czynniki genetyczne umożliwiające stworzenie symbiontu między roślinami a grzybami. Oni wybrali Arabidopsis, roślina naturalnie nie wchodząca w interakcje z grzybem ektomikoryzowym L. dwukolorowy. Zidentyfikowali konkretny gen, który najprawdopodobniej kontroluje symbiotyczny związek między tą rośliną a grzybami w glebie. Następnie genetycznie zmodyfikowali tę roślinę w nową wersję, która teraz wyraża białko zwane receptorową kinazą lektynową typu G białko PtLecRLK1. Roślinę zaszczepiono teraz grzybem.
Uważa się, że białko PtLecRLK1 kinazy podobnej do receptora lektynowego typu G pośredniczy w symbiotycznej interakcji między Populus – L. bicolor jak również transgeniczny Arabidopsis – L bicolor systemy, gdy grzyb otacza wierzchołki korzeni roślin i tworzy osłonkę grzyba wskazującą na formację symbiotyczną. Z modyfikacją pojedynczego genu, nie-gospodarza Arabidopsis został przekształcony w gospodarza dla tego symbionta.
Obecne badanie opisuje ważny krok molekularny na drodze do ustalenia symbiotycznego związku roślina-grzyby. Lepsze zrozumienie tej zależności poprzez znalezienie wyzwalaczy genetycznych może pomóc w wykorzystaniu tego związku symbiontów do uprawy roślin w niesprzyjających warunkach, takich jak susza lub zwiększenie poboru składników odżywczych i azotu, radzenie sobie z patogenami itp. Badanie otwiera możliwości inżynierii korzystnej mikoryzy roślinnej relacje. Może nam pomóc w uprawie roślin, które będą wymagały mniej wody, mniej rolny ziemia, mniej nawozów chemicznych, jest odporna na szkodniki i patogeny i daje więcej plonów z hektara.
***
Źródło (s)
Labbe, J i in. 2019. Pośrednictwo w interakcji roślina-mikoryza przez kinazę podobną do receptora lektynowego. Rośliny natury. 5 (7): 676. http://dx.doi.org/10.1038/s41477-019-0469-x
