С помощью грибов рис вырастает крупнее
Исследователи, модифицируя грибы, живущие в симбиозе с корнями растений, нашли способ значительно увеличить рост риса. Эти так называемые микоризные грибы встречаются в природе почти у всех растений, поставляя им необходимые питательные вещества — в частности, фосфат — в обмен на сахара.
Результаты, опубликованные 10 июня в Current Biology, стали неожиданностью, поскольку ранее было мало доказательств того, что сельскохозяйственные культуры действительно реагируют на эти грибы.
"Глобальные запасы фосфата критически низки, и поскольку спрос на фосфат растёт вместе с населением, прогнозируется серьёзный дефицит в ближайшие десятилетия. К сожалению, большинство наших важнейших культур слабо или вообще не реагируют на инокуляцию этими грибами. Особенно это касается риса — самой важной в мире продовольственной культуры. Нет чётких сообщений о пользе микоризных грибов для риса", — отметил Ян Сандерс из Университета Лозанны.
Теперь ситуация изменилась. Исследователи начали со штамма микоризного гриба Glomus intraradices, который явно не приносил пользы рису. Они использовали необычную генетику этого гриба: один грибной гиф может содержать генетически различные ядра. Эти ядра могут сливаться, смешивая гены в разных комбинациях, а споры гриба могут получать разные наборы генов. Таким образом, эти якобы клональные грибы сохраняют степень генетической изменчивости, которую ранее упускали из виду.
"Оказывается, мы можем очень просто манипулировать их генетикой, чтобы получить грибы, которые вызывают до пятикратного увеличения роста этого глобально важного пищевого растения", — сказал Сандерс.
Генетические изменения, внесённые исследователями в грибы, привели к изменению активности важных генов в рисе. Эти затронутые гены участвуют в установлении взаимовыгодных отношений между растением и грибом, а также в транспорте фосфата на границе раздела гриба и растения.
Сандерс подчеркнул, что генетическая манипуляция не включала вставку новых генов в геном гриба. Она полагалась на те же биологические процессы генетического обмена и сегрегации, которые обычно происходят у гриба.
"То, что мы сделали с этими грибами, не сильно отличается от того, что делали селекционеры и фермеры для улучшения урожаев. Единственная разница в том, что генетика этих грибов немного более необычна, и никто не думал, что стоит этим заниматься".
С осторожностью Сандерс отметил, что растения выращивались в теплице в Швейцарии в условиях, лишь имитирующих тропики.
"Это явно не то же самое, что рис, растущий на настоящем рисовом поле".
Предстоит выяснить, будут ли такие же преимущества для роста в реальных условиях.
"Однако наше исследование ясно показывает, что существует потенциал для манипулирования генетикой гриба для достижения более высокой урожайности", — заключил Сандерс.