Горизонтальный перенос генов между растениями и бактериями улучшает здоровье растений

Исследование показало, что растения и бактерии обмениваются генами для улучшения здоровья и развития растений. Учёные обнаружили 75 генов, переданных между модельным растением Arabidopsis thaliana и его бактериальными спутниками. Эти гены влияют на ключевые процессы, такие как метаболизм углеводов и синтез гормонов.

Ключевые открытия

• Выявлено 75 уникальных генов, переданных горизонтально между A. thaliana и бактериями.
• Растения приобрели 59 генов от бактерий, а бактерии — не менее 16 генов от растений.
• Переданные гены в основном усиливают метаболизм углеводов и биосинтез ауксина (важен для роста и иммунитета).
• Например, бактерии Streptomyces получили от растений ген, позволяющий расщеплять хитин (компонент покровов насекомых и грибов).
• Также обнаружено 111 генов, переданных между бактериями и эукариотами в целом.

Экспериментальное подтверждение

Исследователи подтвердили функциональность перенесённых генов. Бактериальный ген из типа Actinobacteria, экспрессированный в мутантном Arabidopsis с неработающим геном DET2, исправил дефекты роста. Ген DET2 необходим для синтеза гормона брассиностероида. Карликовое растение с мутацией в DET2 вернулось к нормальному размеру после введения бактериального гомолога, что доказывает одинаковую функцию генов.

Значение и перспективы

Это открытие углубляет понимание взаимодействий «растение-микроб» и открывает новые возможности для биотехнологий в сельском хозяйстве. Понимание механизмов горизонтального переноса генов может привести к инновационным стратегиям повышения устойчивости и продуктивности сельскохозяйственных культур.

Исследование проведено под руководством доктора Асафа Леви из Института наук об окружающей среде Еврейского университета и опубликовано в журнале ISME Communications.