Как почвенные микробы помогают растениям противостоять болезням
Полезные почвенные микробы помогают растениям защищаться от широкого спектра заболеваний. Учёные из Texas A&M AgriLife раскрыли важную часть процесса, в ходе которого полезные грибы помогают кукурузе защищаться от патогенов.
Результаты опубликованы в The Plant Cell в январе. Исследование возглавлял Майкл Коломиец, профессор патологии и микробиологии растений. Финансирование предоставил USDA National Institute for Food and Agriculture.
Почвенные микробы вызывают «системную резистентность»
Когда полезные микробы присутствуют на корнях, растение приобретает «индуцированную системную резистентность» — усиление иммунитета, защищающее от широкого круга патогенов.
«Индуцированная системная резистентность — это гораздо лучшая стратегия, потому что она эффективна против множества патогенов», — сказал Коломиец.
Известно, что влияние микробов связано с растительным гормоном жасмоновой кислотой. Однако этот гормон, усиливая защиту, также замедляет рост. Коломиец задавался вопросом, как грибы, постоянно присутствующие на корнях, могут одновременно способствовать росту.
Всё дело в соке
Команда собрала сок из растений кукурузы, на корнях которых были грибы Trichoderma. Затем этот «сильный» сок ввели растениям, не контактировавшим с Trichoderma.
Эксперимент повторили с двумя другими сортами кукурузы: с естественно сильным и ослабленным иммунитетом, а также с двумя мутантными штаммами Trichoderma (не способным усиливать иммунитет и усиливающим его сверх нормы).
Во всех случаях сок от растений с сильным иммунитетом действовал подобно вакцине, делая слабые растения устойчивыми к болезням. Сок от слабых растений, введённый сильным, ослаблял их иммунитет.
Вещество, отличное от суммы своих частей
Анализ полного набора метаболитов показал, что эффект Trichoderma обеспечивают два соединения. Одно из них, 12-OPDA, является известным предшественником жасмоновой кислоты, но, в отличие от неё, может не ингибировать рост растений.
Анализ также показал, что Trichoderma посылает химические сигналы, побуждающие растения производить больше 12-OPDA и препятствующие его превращению в жасмоновую кислоту.
«Оказывается, промежуточные продукты так же важны, как и конечный», — сказал Коломиец.
Будущие цели
Среди будущих целей — поиск в природе естественных вариантов Trichoderma, ещё более полезных, чем используемые сейчас штаммы.
«Если мы знаем, как они это делают, это позволяет нам создать лучшую кукурузу для микроба и лучший микроб для кукурузы, что приведёт к более здоровой кукурузе в поле», — заключил Коломиец.