Расшифрован язык общения растений и грибов в почве
Исследователи из Университета Торонто расшифровали молекулярный "язык" общения растений и грибов. Их исследование, опубликованное в журнале Molecular Cell, показало, как растительный гормон строголактон (SL) активирует у грибов гены и белки, связанные с метаболизмом фосфатов — ключевого для роста элемента.
Как работает "диалог" в почве
- Растения, испытывая дефицит фосфата, выделяют строголактоны.
- Эти химические сигналы воспринимаются грибами.
- В ответ у грибов повышается экспрессия генов PHO, связанных с фосфатным метаболизмом.
- Сигнал передается через белок Pho84 на поверхности клеток гриба, который запускает каскад реакций в фосфатном пути.
- В симбиозе грибы прикрепляются к корням, снабжая растение фосфатами в обмен на углерод.
Значение открытия
- Для сельского хозяйства: Понимание этого механизма может помочь усилить взаимодействие с полезными грибами для 80% растений, зависящих от этого симбиоза. Это позволит выращивать более устойчивые культуры, сократить использование удобрений и уменьшить загрязнение водоемов фосфатами.
- Для защиты растений: Патогенные грибы (например, вызывающий фузариоз колоса пшеницы Fusarium graminearum) также используют химические сигналы растений. Блокировка этого "языка" может стать новым способом борьбы с болезнями.
Метод исследования
Ученые использовали пекарские дрожжи как модельный организм. Обработка дрожжей SL и анализ изменений в экспрессии генов позволили выявить конкретный молекулярный ответ. Этот же механизм подтвердился для диких грибов — как патогенных, так и полезных (например, симбиотического гриба Serendipita indica).
"Понимая, как растения и грибы общаются, мы лучше поймем сложность почвенной экосистемы, что приведет к более здоровым культурам и улучшит наш подход к биоразнообразию", — говорит старший автор исследования Шелли Лумба.
Это открытие прокладывает путь к систематическому поиску других растительных молекул, влияющих на грибы, и может смягчить проблемы загрязнения и продовольственной безопасности.