Замысловатый танец природы часто разворачивается таинственным образом, скрытым от невооруженного глаза. В основе этого загадочного танго лежит жизненно важное партнерство: симбиоз между растениями и одним из видов грибов, известных как арбускулярные микоризные (АМ) грибы.
Новое исследование, опубликованное в журнале Science, углубляет понимание взаимодействия растений и грибов и может привести к достижениям в области устойчивого сельского хозяйства, сообщает Института Бойса Томпсона (BTI).
АМ-грибы живут внутри корневых клеток растений, образуя уникальный союз со своими хозяевами-растениями. Эти отношения – нечто большее, чем простое сосуществование, они включают в себя сложный обмен питательными веществами, необходимыми для выживания грибов и очень полезными для растений.
Исследователи из Института Бойса Томпсона (BTI) раскрыли роль двух белков, CKL1 и CKL2, которые активны только в клетках корней, содержащих АМ-грибы. CKL1 и CKL2 принадлежат к большому семейству белков, известных как CKLs, функции которых в растениях еще не до конца изучены.
Ученые обнаружили, что белки CKL имеют решающее значение для выживания грибов в корнях растений. Они играют ключевую роль в контроле потока липидов (жиров) от растения к грибу, что необходимо для питания последних. Без данных белков ключевые гены, управляющие передачей липидов, не активируются, что приводит к голоданию грибов.
Исследование также выявило сложную сеть взаимодействий с участием нескольких рецепторных киназных белков. Одна из киназ известна своей ролью в обеспечении проникновения гриба АМ во внешний слой корня. Было обнаружено, что эта же киназа находится в глубине корня, где она взаимодействует с белками CKL, способными инициировать поступление липидов к грибу.
Удивительно, хотя белки CKL жизненно важны для управления потоком липидов, они не влияют на весь симбиотический липидный путь. Вместо этого они контролируют гены, отвечающие за его начало и конец. В сельскохозяйственном контексте использование этого природного симбиоза может привести к созданию культур, более эффективно поглощающих питательные вещества и устойчивых к стрессовым факторам окружающей среды.
Эта работа не только углубляет наше понимание молекулярной динамики, лежащей в основе симбиоза растений и грибов, но и подчеркивает сложные и часто невидимые связи, которые поддерживают жизнь на нашей планете. Это напоминание о невероятной сложности и взаимозависимости в природе, большая часть которой скрыта прямо под нашими ногами.
[Фото: Maria J. Harrison, Boyce Thompson Institute]
