Как грибы-падальщики стали лучшими друзьями растений

Грибы отдела Glomeromycota — древняя линия, находящаяся в симбиозе с корнями растений уже около 420 миллионов лет. Более двух третей растений мира, включая важные сельскохозяйственные культуры (пшеница, маниока, рис), зависят от этого почвенного гриба.

Анализ генома Rhizophagus irregularis (ранее Glomus intraradices), проведенный международной группой под руководством INRA (Франция) и с участием DOE JGI, выявил неожиданные особенности. Результаты опубликованы 25 ноября в PNAS.

Ключевые открытия:

  • Необычная геномная архитектура: Геном R. irregularis огромен для гриба — 153 млн пар оснований (Mb). Для сравнения, геном шампиньона (Agaricus bisporus) — около 30 Mb. Он содержит множество дупликаций и «прыгающих генов» (транспозонов), контроль над которыми, по-видимому, ослаблен.
  • Расширенные «полезные» гены: Вопреки ожиданиям для облигатного симбионта, гриб не утратил метаболические пути. Вместо этого у него расширен набор генов для:
    • Захвата фосфора из почвы — критического элемента, часто лимитирующего рост растений.
    • Межклеточной коммуникации (малые секретируемые эффекторные белки), что помогает «подслушивать» химические сигналы корней растений.
  • Утраченные «опасные» гены: Гриб потерял сотни генов, что, вероятно, помогает поддерживать мир с растением-хозяином. У него почти нет:

Экологическая роль: Glomeromycota, или арбускулярные микоризные грибы (AMF), играют жизненно важную роль в круговороте фосфора и углерода в экосистемах. Они образуют в корнях разветвленные структуры — арбускулы, через которые происходит обмен питательными веществами.

Значение: Это первый секвенированный геном AMF — доминирующего типа микоризы на планете. Его изучение поможет понять эволюцию симбиоза и может быть использовано для улучшения устойчивого выращивания биоэнергетических растений и продовольственных культур.

2013-11-25