Растительные гены помогут бороться с загрязнением водоемов удобрениями

18:03, 03 Сен, 2019
Евгения Комарова

Ученые из Института Бойса Томпсона определили функции пары растительных генов, которые могут помочь улучшить поглощение фосфатов, потенциально снижая экологический вред от удобрений.

Открытие было сделано командой профессора Марии Харрисон во время изучения симбиотических отношений растений и грибка arbuscular mycorrhizal (AM), сообщает phys.org. Выводы исследования опубликованы в Nature Plants.

Чрезмерное удобрение полей – серьезная проблема. Излишки фосфора часто попадают в соседние водоемы, провоцируя рост флоры. Ее обилие снижает уровень кислорода, провоцируя смерть рыб, другие неприятные последствия.

АМ заселяют корни, создавая зону контакта, где растение обменивает жирные кислоты на фосфат и азот. Грибок помогает хозяину восстановиться после стрессовых условий, вроде засухи. Но кормление микроорганизма жирными кислотами – затратный процесс. Растение стремится сдерживать колонизацию.

Чтобы определить механизмы управления грибками, Харрисон с Леной Мюллер рассмотрели гены, кодирующие короткие белки, CLE пептиды, в люцерне (Medicago truncatula) и коротконожке (Brachypodium distachyon). Протеины участвуют в развитии клеток и реакции на стресс. Они распространены в растительном царстве: от зеленых водорослей до цветущих видов.

Ученые обнаружили, что два CLE гена являются ключевыми модуляторами грибкового симбиоза. Один, CLE53, управляет скоростью колонизации после заселения корней. Второй, CLE33, снижает ее, когда растение получает достаточно фосфата.

«Возможность управлять колонизацией, сохраняя симбиоз, может быть полезной для фермеров, — сказала Харрисон. – Так, вы можете захотеть использовать другие положительные свойства АМ, вроде захвата азота и восстановления после засухи, сохраняя поступление фосфата. Их удастся получить, меняя уровни CLE пептидов».

Мюллер обнаружила, что вещества действуют через рецепторный белок SUNN. Вместе с Кристиной Флоковой и Харро Боумистером из Амстердамского университета, она выяснила, что два CLE пептида регулируют синтез стриголактона.

Корни выделяют соединение в почву, стимулируя колонизацию и рост грибков. После заселения или получения достаточного количества фосфата, CLE гены подавляют синтез стриголактона, препятствуя поступлению микроорганизмов.

«В 2000-х выяснилось, что растения могут измерять и снижать колонизацию, — сказала Мюллер. – Но, до сегодня, никто не понимал молекулярные механизмы этой динамики».

На следующем этапе ученые хотят определить молекулы, включающие CLE гены. Мюллер также хочет сравнить рассмотренные пептиды с другими представителями группы.

Поделитесь этой новостью
Комментарии (0)

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *