Растения и микробы: ключ к выживанию и росту через "герметизацию" корней

Учёные выявили, что у растений существует механизм "герметизации" корней, поддерживаемый микробами, который жизненно важен для поглощения питательных веществ.

Исследователи из Future Food Beacon Ноттингемского университета показали на модели растения Arabidopsis thaliana, что механизм, контролирующий корневую герметизацию, влияет на состав микробных сообществ корня. В свою очередь, микробы поддерживают функцию этого механизма. Эта координация играет важную роль в контроле содержания минеральных питательных веществ в растении. Исследование опубликовано в журнале Science.

Как это работает?

Все живые организмы развили структуры для поддержания стабильного минерального баланса. В корнях растений и кишечнике животных это специализированные клеточные слои, выполняющие роль "привратников".

Для выполнения этой функции клетки этих слоёв должны быть "запечатаны" друг с другом. В корнях обнаружены два основных механизма герметизации:

• Полоски Каспари — скрепляют клетки между собой.
• Отложения суберина — влияют на транспорт через клеточную мембрану.

Роль микробиома

Ранее было известно, что микробы кишечника влияют на его герметизацию. Новое исследование впервые показало аналогичную координацию в корнях растений: механизмы герметизации и колонизирующие корень микробы сочетаются, чтобы контролировать поглощение минеральных веществ, что критически важно для роста и размножения.

Значение и перспективы

Понимание этого механизма открывает новые возможности:

• Создание растений, лучше адаптированных к экстремальным условиям (засуха, засоление).
• Разработка культур с повышенным содержанием полезных минералов и способностью исключать токсичные элементы.
• Повышение эффективности поглощения воды и питательных веществ, что важно для продовольственной безопасности в условиях изменения климата и необходимости сокращения использования удобрений.
• Новые микробные подходы для контроля диффузии и усиления связывания атмосферного CO₂.