Плесень производит растительный гормон роста

Растения, бактерии и некоторые грибы производят группу гормонов, известных как ауксины. Вместе с другими гормонами они заставляют клетки растений растягиваться, что приводит, например, к быстрому росту молодых побегов. Биосинтез этих веществ у растений изучен десятилетиями и описан подробно. В отличие от этого, как этот процесс происходит у грибов, до сих пор почти не исследовалось. Известно, что некоторые виды грибов-вредителей способны производить ауксины, вызывающие рост вредоносной ткани у растений-хозяев. Впервые профессор Франк Кемпкен и его группа из Кильского университета описали механизм, с помощью которого плесень Neurospora crassa производит ауксины. Исследователи также показали, что грибы, не являющиеся вредителями, также способны синтезировать эти гормоны роста. Результаты опубликованы в журнале PLoS One.

В рамках диссертации докторант Пушпенду Сардар сравнил генетические блоки гриба с другими организмами. Это позволило выявить ряд генов, присутствующих как у растений, так и у Neurospora crassa, которые потенциально могут запускать образование ауксина у плесени. Затем Сардар разработал биоинформатическую модель для теоретического предсказания структуры ферментов, участвующих в производстве ауксинов. «Мы обнаружили, что гены, участвующие в образовании гормонов роста у растений, присутствуют почти у всех грибов. Следовательно, Neurospora crassa теоретически также должна быть способна производить ауксины», — пояснил Кемпкен.

На следующем этапе исследователи проверили, оказывают ли идентифицированные гены предсказанный эффект в живых организмах. Для этого они отключали конкретные гены у генетически модифицированных мутантов гриба, чтобы экспериментально определить их функцию. Сначала эффект не был обнаружен, пока не выяснилось, что у гриба есть три альтернативных пути производства ауксинов. Затем команда отключила несколько генов в комбинации, чтобы заблокировать избыточные механизмы. Как и ожидалось, концентрация ауксина у таких грибных мутантов резко упала. «Описанный нами механизм биосинтеза предполагает, что ауксин также выполняет биологическую функцию у грибов, не являющихся вредителями растений», — сказал Кемпкен.

Однако роль гормонов роста остаётся неясной. Исследователи получили первое указание, обнаружив, что ауксин влияет на размножение Neurospora crassa: экспериментальное подавление выработки гормона также привело к значительному снижению споруляции (образования спор) гриба. Кроме того, обсуждается возможность симбиотических отношений Neurospora crassa с хвойными деревьями. Таким образом, результаты кильской команды формируют основу для будущего определения биологической функции образования ауксина у грибов и, возможно, для открытия связанных взаимодействий грибов и растений.