Бактерии внутри грибов-симбионтов растений: паразиты или партнеры?
Новое исследование Корнеллского университета, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences, раскрывает детали о классе бактерий, живущих внутри арбускулярных микоризных грибов. Эти грибы колонизируют корни растений и снабжают их фосфором, что критически важно для большинства наземных растений.
Ключевые открытия
- Исследованные микоплазмоподобные эндобактерии (MRE) обладают сильно редуцированными геномами, что указывает на их метаболическую зависимость от гриба-хозяина.
- При этом геномы бактерий содержат гены, приобретенные путем горизонтального переноса от самих грибов-хозяев. Эти гены потенциально могут помогать бактериям манипулировать грибом.
- Сообщества MRE внутри грибов оказались генетически очень разнообразными. В природе такое разнообразие обычно характерно для паразитов, а не для взаимовыгодных симбионтов.
Значение для науки и сельского хозяйства
Симбиоз микоризных грибов и растений — древний и широко распространенный, он сыграл ключевую роль в выходе растений на сушу в девонский период (419 млн лет назад). Грибы поставляют растениям фосфор — элемент, которого не хватает в почве.
- Запасы фосфора на Земле могут истощиться в течение следующих 100 лет.
- Современные методы земледелия (например, вспашка) нарушают микоризные связи, делая внесение удобрений необходимым.
Понимание взаимоотношений в системе растение–гриб–бактерия важно для разработки инструментов устойчивого сельского хозяйства.
Что дальше?
Как отмечает старший автор статьи Тереза Павловска, пока неясно, являются ли MRE паразитами или они что-то "возвращают" грибу. И грибы, и их эндобактерии сложно культивировать в лаборатории. Исследователи продолжают эксперименты, чтобы выяснить функциональную роль этих бактерий.