Растения становятся устойчивее в симбиозе с грибами
Симбиоз с грибами не только повышает устойчивость растений к болезням, но и может способствовать более устойчивому сельскому хозяйству. К такому выводу пришли исследователи из Гётеборгского университета.
Большинство сельскохозяйственных культур могут образовывать симбиоз с грибами для получения ключевых питательных веществ. Взамен грибы получают углеводы, вырабатываемые в процессе фотосинтеза растения.
Этот тип симбиоза называется арбускулярной микоризой и имеет ключевое значение для устойчивого земледелия, поскольку помогает культурам эффективнее усваивать фосфат из удобрений.
«Эта симбиотическая связь очень важна, поскольку утечка фосфата с полей способствует вредной эвтрофикации рек, озёр и морей», — говорит Корнелия Спетеа Виклунд, профессор кафедры биологических и экологических наук Гётеборгского университета.
Симбиоз защищает от засухи и болезней
Грибной симбиоз также делает растения более устойчивыми к некоторым заболеваниям и таким факторам окружающей среды, как засуха. Чтобы научиться лучше использовать этот симбиоз в сельском хозяйстве, исследователи изучили причины повышения выносливости растений. Один из задействованных механизмов заключается в том, что грибы повышают уровень нескольких гормонов как в корнях, так и в побегах растения.
«Исследования бобового растения Medicago truncatula показывают, что синтез и сигналинг двух важных растительных гормонов усиливаются у растений, образующих этот симбиоз», — говорит Лиза Адольфссон, исследователь кафедры биологических и экологических наук Гётеборгского университета.
Один из гормонов (ABA) повышает засухоустойчивость растения, поскольку уменьшает испарение воды через устьица листьев. Другой гормон (жасмонаты) способствует увеличению выработки вторичных веществ, защищающих растение от стресса и болезней.
Симбиоз оказывает гормональное воздействие на растения
Измеряя уровни различных веществ в побегах бобового растения, живущего в симбиозе с грибами, и комбинируя результаты с масштабными генетическими исследованиями, учёные обнаружили, что уровни вторичных веществ (флавоноидов и терпеноидов) в побегах повышаются в результате увеличения гормонального фона.
«Это интересное открытие, которое может объяснить повышенную устойчивость к различным стрессорам и болезням», — говорит Спетеа Виклунд.
Таким образом, результаты показывают, что симбиотические грибы влияют на гормональный фон сельскохозяйственных культур.
«Бобовое растение Medicago truncatula используется в качестве модели для других бобовых. Следовательно, результаты применимы к таким коммерчески важным культурам, как соевые бобы», — говорит Адольфссон.