Новое исследование раскрывает детали симбиоза орхидей и грибов
Dendrobium chrysotoxum — эпифитная орхидея, растущая на стволах деревьев или как литофит на скалах. Она имеет большое декоративное и лекарственное значение. Чрезмерный сбор D. chrysotoxum из дикой природы продолжает представлять серьёзную угрозу для её выживания.
В более раннем исследовании учёные из Тропического ботанического сада Сишуанбаньна (XTBG) Китайской академии наук с помощью метода in situ seed baiting выделили из протокормов D. chrysotoxum штамм гриба Tulasnella (GC-15), который эффективно способствует прорастанию семян in vitro и развитию протокормов. Однако взаимодействие между протокормом D. chrysotoxum и его микобионтом во время прорастания семян оставалось неясным.
В новом исследовании, опубликованном в Horticulturae, учёные изучили процесс развития протокорма, а также структуру и свойства зародышей и протокормов D. chrysotoxum, чтобы лучше понять мутуализм между орхидеей и её грибом-симбионтом.
С помощью анатомических методов и сканирующей электронной микроскопии (SEM) исследователи детально изучили морфогенетические изменения во время симбиотического прорастания D. chrysotoxum, инокулированного Tulasnella sp.
Было определено шесть стадий развития во время симбиотического прорастания семян. На второй стадии зародыш превращался в протокорм. На третьей стадии на вершине протокорма формировался вырост, который на четвёртой стадии удлинялся, образуя семядолю. Апикальная меристема побега (SAM) инициировалась на третьей стадии и была хорошо развита на четвёртой. Первый лист и корень появлялись на пятой и шестой стадиях соответственно.
Зародыши D. chrysotoxum имеют поляризованные клеточные регионы, развитие которых запрограммировано. Мелкие клетки на верхушке зародыша развиваются в семядолю и SAM, а крупные клетки в основании — в ризоиды для доступа гиф гриба и в специализированные паренхимные клетки как место симбиоза для колонизации грибом.
«Наше исследование даёт новое понимание структуры и функции протокормов эпифитных орхидей и проливает свет на симбиотические отношения между орхидеями и грибами», — сказал Ло Янь из XTBG.