Прорыв в понимании доставки питательных веществ растениям через грибы
Исследователи из Техасского технологического университета и Нанкинского сельскохозяйственного университета обнаружили, что арбускулярные микоризные (AM) грибы не только поставляют фосфат растениям, но и являются ключевым источником азота. Они идентифицировали белок-транспортер NPF4.5, ответственный за перенос нитратов от гриба к растению.
Ключевые открытия
- Новая роль микоризы: Показано, что AM-грибы поставляют растениям азот в форме нитратов (NO3-), а не только фосфат. Этот симбиотический путь присутствует в рисе и, вероятно, у большинства видов растений.
- Важный транспортный белок: Ген NPF4.5 активируется в корнях риса при микоризной колонизации. Мутанты риса без этого гена получали от грибов на 45% меньше нитратов.
- Эффективность при высоком азоте: В отличие от фосфата, который подавляет колонизацию грибов при высокой доступности, микоризный путь поставки азота остаётся эффективным даже при высоком уровне азота в почве.
- Потенциал для сельского хозяйства: Трансгенные растения риса, обогащённые белком NPF4.5, показали более высокую эффективность усвоения азота и увеличение биомассы в среде с нитратами.
Значение и перспективы
Это открытие может привести к сокращению использования азотных удобрений, снижению затрат и уменьшению нагрузки агрохимикатов на окружающую среду. Исследователи оценивают, что через микоризный путь рис может получать более 40% необходимого азота.
Следующие шаги — испытания трансгенных растений в полевых условиях и изучение механизмов активации гена NPF4.5 при симбиозе.
Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).