Как дружественный грибок помогает рису процветать
Исследователи из Университета Западной Австралии совместно с китайскими учёными раскрыли увлекательный аспект взаимодействия растений и микробов. Они показали, как специфический листовой грибок повышает устойчивость риса к болезням через химическую сигнализацию.
Исследование, опубликованное в Nature Microbiology, даёт новое понимание сложных взаимоотношений между рисом, его резидентной микробиотой и инвазивными патогенами.
Рис — основной продукт питания для более чем половины населения мира, важнейший источник калорий и питательных веществ, а также жизненно важный сельскохозяйственный товар. Он обеспечивает средства к существованию миллионов фермеров, особенно в Азии, где производится и потребляется 90% мирового риса.
Соавтор исследования Сяоюй Лю из Центра ARC по биологии энергии растений в Школе молекулярных наук UWA отметил, что работа представляет собой значительный шаг к пониманию защитных механизмов растений, в частности риса.
«Мы уже знали, что микробы, известные как филлосферная микробиота, живущие на надземных частях растений, устанавливают симбиотические отношения с растениями-хозяевами через обмен питательными веществами и сигнальную коммуникацию», — сказал Лю.
«Эти микроорганизмы значительно влияют на различные характеристики и приспособленность растений и играют важную роль в системах защиты от патогенов. Однако механизмы, с помощью которых они это делали, оставались в значительной степени неизвестными — до сих пор».
Ведущий автор, профессор Мэнсэнь Ван, сообщил, что после обширных экспериментов в теплицах и полевых условиях команда обнаружила: явные различия в устойчивости к болезням среди различных сортов риса исчезали, когда сообщество филлосферных микробов нарушалось.
«Руководствуясь этим интересным явлением, мы обнаружили, что, помимо генов устойчивости к болезням, филлосферная микробиота также играет важную роль в регулировании устойчивости риса к болезням», — сказал профессор Ван.
Исследователи выбрали три сорта риса — Teqing, Nipponbare и Lemont — для дальнейшего изучения. С помощью анализа микробиома и высокопроизводительного скрининга был идентифицирован филлосферный грибок Aspergillus cvjetkovicii, который оказался ключевым игроком в усилении устойчивости риса к болезням.
«Мы обнаружили, что метаболит, известный как 2,4-DTBP, продуцируемый грибком, повышает устойчивость риса к болезням, нейтрализуя вредные молекулы, которые накапливаются во время роста вредоносных грибков, и предотвращая заражение», — пояснил Лю.
«Наши эксперименты показали, что и сам грибок, и его метаболит эффективно защищают рис от болезней».
По словам исследователей, эти открытия предлагают новые пути для разработки стабильных и эффективных методов контроля заболеваний растений.