Новый механизм ветвления корней у растений

Исследователи впервые выяснили, как механизм, контролирующий развитие корней, позволяет растениям лучше справляться со стрессовыми условиями окружающей среды.

Учёные из Ноттингемского университета обнаружили новый регуляторный механизм, показывающий, как микробиота растения взаимодействует с корнями, чтобы контролировать их ветвление. Результаты опубликованы в Proceedings of the National Academy of Science.

Растения в естественных экосистемах сосуществуют с множеством микроорганизмов — вирусоподобными частицами, бактериями, грибами и оомицетами, — которые составляют микробиоту. Некоторые из этих микробов способствуют росту растений, другие могут оказывать вредное воздействие; баланс между ними важен для здоровья растения.

В этом исследовании на модели растения Arabidopsis thaliana было обнаружено, что микробиота регулирует архитектуру корневой системы. Это позволяет растениям адаптировать свои корни для более эффективного поглощения воды и питательных веществ из почвы в меняющихся условиях.

Это открытие значительно расширяет текущие знания о том, как растения интегрируют функцию микробов в механизмы ветвления корней. Оно может стать основой для будущих микробных решений, направленных на увеличение производства пищи на эродированных и бедных питательными веществами почвах, где продуктивность растений зависит от функции корней.

«Выявление этого альтернативного механизма, управляемого микробиотой, позволит нам оптимизировать форму корневой системы с помощью микробных подходов, чтобы увеличить её способность к поглощению воды и минеральных питательных веществ, закреплению растения, а также взаимодействию с полезной почвенной микробиотой в ответ на изменение климата», — говорит Матье Гонен, научный сотрудник Школы биологических наук Ноттингемского университета.

Эти результаты имеют большое значение, поскольку обнаружение пути пластичности ветвления корней, управляемого микробиотой в естественных экосистемах, где микробы повсеместно присутствуют, может стать отправной точкой для изучения взаимодействий между другими регуляторными ветвями ветвления корней (ауксином, питательными веществами и иммунной системой). Это способствует интеграции как биотических, так и абиотических сигналов окружающей среды во внутреннюю программу развития для модуляции пластичности боковых корней.