Как водоросли производят гормон для общения с бактериями

Исследование Университета Кордовы показало, как водоросли производят ауксин — ключевой растительный гормон. Это открывает путь для коммуникации с бактериями и создания синергии, полезной для сельского хозяйства. Работа опубликована в журнале iScience.

Ауксин — фундаментальный гормон для растений: он стимулирует рост, заставляет листья тянуться к свету, а корни — углубляться в почву. Он также служит химическим языком для общения с другими организмами. Однако механизм его производства у водорослей — «родственников» растений — оставался неизвестным.

Используя в качестве модели водоросль Chlamydomonas reinhardtii, группа исследователей обнаружила один из путей производства ауксина.

Простой и распространённый путь

Процесс катализируется ферментом L-аминооксидазой (LAO1), который производит ауксин из триптофана. Производство происходит в периплазматическом пространстве — проницаемой мембране, откуда гормон может высвобождаться наружу для коммуникации или поступать внутрь для регуляции метаболизма.

Взаимодействие с бактериями и влияние на рост

Исследователи также изучили роль ауксина в общении водорослей с бактериями рода Methylobacterium:

• Накопление ауксина замедляет рост водорослей.
• Бактерии Methylobacterium降解 ауксин, снижая его уровень. Это помогает водорослям продолжать расти, а бактерии получают питание из ауксина.
• Интересно, что эти бактерии могут питаться ауксином только в присутствии водорослей, что подчёркивает взаимный характер их отношений.

Потенциал для сельского хозяйства

Поскольку водоросли и бактерии являются частью микробиоты растений в полях, понимание производства и регуляции ауксина может помочь улучшить сельскохозяйственное производство. Это может повысить рост культур и их устойчивость к стрессам, например, к засухе.

Следующим шагом команды является изучение роли водорослей в микробиоте растений и взаимодействия водоросли–бактерии–растение для разработки биостимуляторов, способствующих устойчивому и экологичному земледелию.