Выявлен новый рецептор, участвующий в симбиозе бобовых и азотфиксирующих бактерий

Международная группа исследователей приблизилась к пониманию сложного процесса симбиоза, который позволяет бобовым растениям расти на бедных азотом почвах.

• Роль симбиоза: Бобовые (фасоль, горох, чечевица) способны расти на бедных азотом почвах благодаря симбиозу с почвенными бактериями ризобиями. В процессе клубеньковой симбиоза на корнях образуются клубеньки, где ризобии фиксируют атмосферный азот в аммоний для растения, а растение снабжает бактерии углеродом.
• Избирательность взаимодействия: Растения распознают специфические сигнальные молекулы (Nod-факторы), производимые симбиотическими бактериями, через систему Nod-факторной сигнализации.
• Известные и новый рецептор: Для инициации симбиоза растения используют рецепторные белки. Два рецептора Nod-факторов, NFR1 и NFR5, хорошо изучены. Они относятся к большому семейству LysM рецепторных киназ.
• Открытие NRFe: Исследуя модель бобового растения Lotus japonicus, учёные определили роль ещё одной LysM рецепторной киназы — NRFe.
  • NFRe и NFR1 имеют сходные, но и отличные биохимические и молекулярные свойства.
  • NRFe экспрессируется в основном в клетках наружного слоя корня.
  • По сравнению с NFR1, сигнальная способность NFRe ограничена этим внешним клеточным слоем.
  • Мутация NRFe приводила к снижению активации Nod-факторной сигнализации внутри корня и образованию меньшего числа клубеньков.

Значение открытия: Рецепторы типа NFR1 найдены и у растений за пределами семейства бобовых, которые не вступают в симбиоз с ризобиями. Выявление рецепторов, важных для Nod-факторной сигнализации, может стать основой для новых биотехнологических мишеней, чтобы улучшить рост несимбиотических культур в условиях бедных питательными веществами почв.