Tutkimus kuvaa uutta mekanismia, joka välittää kasvien ja sienten välisiä symbionttiassosiaatioita. Tämä avaa mahdollisuuksia kasvaa maatalous- tuottavuutta tulevaisuudessa kasvattamalla paremmin kestäviä kasveja, jotka vaativat vähemmän vettä, maata ja vähemmän kemiallisten lannoitteiden käyttöä.
Kasveilla on kompleksi symbioottinen suhde mykoritsasieniin. Nämä sienet muodostavat vaipan kasvien juurien ympärille tarjoamalla useita etuja symbionttisuhteessa. Suhde mahdollistaa kasvin lisääntyneen veden ja ravinteiden, erityisesti fosforin, oton, ja vastineeksi kasvi tarjoaa hiiltä sienille ravinnoksi ja kasvuun. Sienet leviävät melko pitkään kasvin juurille ja siten suurempi määrä maaperää on nyt saatavilla. Lähes 80 prosentilla kaikista maakasvilajeista on mykorritsasieni, joka liittyy juuriin. Tämä suhde on yleisin ja olennaisin kasvi-mikrobivuorovaikutus, jonka taustalla olevia mekanismeja tutkitaan edelleen.
Heinäkuun 8. päivänä julkaistussa tutkimuksessa Luonto kasvit, tutkijat käyttivät genomista sekvensointia, kvantitatiivista genetiikkaa, korkean suorituskyvyn laskentaa ja kokeellista biologiaa löytääkseen geneettisiä laukaisimia, jotka mahdollistavat symbionttisuhteen kasvien ja sienten välillä. He valitsivat Arabidopsis, kasvi, joka ei luonnollisesti ole vuorovaikutuksessa ektomykorritsasienen kanssa L. bicolor. He tunnistivat tietyn geenin, joka todennäköisimmin hallitsee tämän kasvin ja maaperän sienten välistä symbioottista suhdetta. Myöhemmin he muunsivat tämän kasvin geneettisesti uudeksi versioksi, joka nyt ilmentää proteiinia, jota kutsutaan G-tyypin lektiinireseptorin kaltaiseksi kinaasi PtLecRLK1 -proteiiniksi. Kasvi oli nyt rokotettu sienellä.
G-tyypin lektiinireseptorin kaltaisen kinaasin PtLecRLK1-proteiinin nähdään välittävän symbioottista vuorovaikutusta Populus – L. bicolor samoin kuin siirtogeeninen Arabidopsis – L bicolor järjestelmiin, kun sieni ympäröi kasvin juurien kärjet ja muodostaa sienivaipan, mikä osoittaa symbioottista muodostumista. Yhden geenin modifikaatiolla ei-isäntä Arabidopsis muutettiin tämän symbiontin isännäksi.
Nykyinen tutkimus kuvaa tärkeän molekyylivaiheen symbioottisten kasvien ja sienten yhdistymisen muodostumisessa. Tämän suhteen parempi ymmärtäminen etsimällä geneettisiä laukaisimia voi auttaa hyödyntämään tätä symbionttisuhdetta kasvien kasvattamiseen epäsuotuisissa olosuhteissa, kuten vedossa, tai lisäämällä ravintoa ja typenottoa, taistelemalla taudinaiheuttajia vastaan jne. Tutkimus avaa mahdollisuuksia suunnitella hyödyllisiä kasveja mykorritsaa. suhteita. Se voi auttaa meitä kasvattamaan satoja, jotka tarvitsevat vähemmän vettä maatalous- maa, vähemmän kemiallisia lannoitteita, vastustaa tuholaisia ja taudinaiheuttajia ja tuottaa enemmän satoa hehtaarilta.
***
Lähteet)
Labbé, J et ai. 2019. Kasvi-mykorritsavuorovaikutuksen välittäminen lektiinireseptorin kaltaisen kinaasin toimesta. Luonto Kasvit. 5 (7): 676. http://dx.doi.org/10.1038/s41477-019-0469-x
