Генетический состав грибов и его роль в здоровье растений
Исследователи из Университета Оттавы раскрыли генетические секреты арбускулярных микоризных грибов (AMF), обнаружив, что некоторые их штаммы содержат две различные популяции ядер, играющие разные роли во взаимодействии с растениями.
Две популяции ядер в одном грибе
Учёные изучали AMF, в частности Rhizophagus irregularis, которые живут в симбиозе с растениями. Эти грибы всегда многоядерны, и их размножение долгое время оставалось загадкой.
В 2016 году были обнаружены штаммы с признаками полового размножения, где в крупных клетках сосуществовали две популяции ядер (AMF гетерокарионы). Эти штаммы оказались более устойчивыми и легче колонизировали корни растений, что указывало на их потенциал как лучших биостимуляторов.
Расшифровка генома
Чтобы понять причину успеха этих штаммов, команда профессора Николя Корради использовала передовые методы секвенирования: РНК-секвенирование и секвенирование ДНК третьего поколения. Они проанализировали различия в структуре, содержании и экспрессии между сосуществующими геномами.
Ключевое открытие: "AMF гетерокарионы имеют два гаплотипа, которые физически разделены между огромным количеством, возможно, миллионами, сосуществующих ядер. Это явление беспрецедентно для любого другого организма", — объясняет профессор Корради.
Разные роли в зависимости от растения
Анализ показал, что две популяции ядер ведут себя по-разному в зависимости от окружающей среды и растения-хозяина.
"Мы обнаружили не только то, что две популяции радикально различаются по генам, которые они несут, но и то, что эти гены экспрессируются по-разному и меняются в количестве в зависимости от того, с каким растением они взаимодействуют", — добавляет профессор Корради.
Значение для сельского хозяйства
Симбиотическое взаимодействие между AMF и растениями имеет решающее значение для обмена питательными веществами, защиты от патогенов и устойчивости экосистем. Изучение этих механизмов поможет улучшить сельскохозяйственные практики за счёт создания специфичных биостимуляторов, усиления роста растений и улучшения здоровья экосистем.
Исследование "Arbuscular mycorrhizal fungi heterokaryons have two nuclear populations with distinct roles in host–plant interactions" опубликовано в журнале Nature Microbiology.