Pētījumā aprakstīts jauns mehānisms, kas veicina simbiontu asociācijas starp augiem un sēnēm. Tas paver iespējas palielināt lauksaimniecības produktivitāti nākotnē, audzējot izturīgākas kultūras, kurām nepieciešams mazāk ūdens, zemes un mazāk izmantot ķīmisko mēslojumu.
Augiem ir komplekss simbiotisks attiecības ar mikorizas sēnēm. Šīs sēnes veido apvalku ap augu saknēm, nodrošinot vairākas priekšrocības simbiontu attiecībās. Attiecības ļauj augam palielināt ūdens un barības vielu, īpaši fosfora, uzņemšanu, un savukārt augs nodrošina oglekli sēnēm, lai tās varētu barot un augt. Sēnes pie augu saknēm stiepjas diezgan ilgi, un tādējādi tagad ir pieejams lielāks augsnes apjoms. Gandrīz 80 procentiem no visām sauszemes augu sugām ir mikorizas sēne, kas saistīta ar saknēm. Šīs attiecības ir visizplatītākā un atbilstošākā augu un mikrobu mijiedarbība, kuras pamatā esošie mehānismi joprojām tiek pētīti.
Pētījumā, kas publicēts 8. jūlijā Dabas augi, pētnieki izmantoja genoma sekvencēšanu, kvantitatīvo ģenētiku, augstas veiktspējas skaitļošanu un eksperimentālo bioloģiju, lai atrastu ģenētiskus izraisītājus, kas nodrošinātu simbiontu attiecības starp augu un sēnītēm. Viņi izvēlējās Arabidopsis, augs, kas dabiski nesadarbojas ar ektomikorizas sēnīti L. divkrāsains. Viņi identificēja īpašu gēnu, kas, visticamāk, kontrolēs simbiotiskās attiecības starp šo augu un sēnītēm augsnē. Pēc tam viņi ģenētiski pārveidoja šo augu jaunā versijā, kas tagad ekspresē proteīnu, ko sauc par G-tipa lektīna receptoriem līdzīgo kināzes PtLecRLK1 proteīnu. Tagad augs tika inokulēts ar sēnīti.
Tiek uzskatīts, ka G tipa lektīna receptoriem līdzīgā kināze PtLecRLK1 proteīns ir starpnieks simbiotiskā mijiedarbībā starp Populus – L. bicolor kā arī transgēnu Arabidopsis – L divkrāsains sistēmas, jo sēne apņem augu sakņu galus un veido sēnīšu apvalku, kas norāda uz simbiotisku veidošanos. Ar viena gēna modifikāciju, kas nav saimnieks Arabidopsis tika pārveidots par šī simbionta saimniekdatoru.
Pašreizējais pētījums apraksta svarīgu molekulāru soli, kā tiek izveidota simbiotiska augu un sēņu asociācija. Labāka izpratne par šīm attiecībām, atrodot ģenētiskus izraisītājus, var palīdzēt izmantot šīs simbiontas attiecības, lai varētu audzēt augus nelabvēlīgos apstākļos, piemēram, caurvējā, vai palielināt uzturvērtību un slāpekļa uzņemšanu, cīnīties ar patogēniem utt. Pētījums paver iespējas izstrādāt labvēlīgu augu mikorizu. attiecības. Tas var mums palīdzēt audzēt labības, kurām būs nepieciešams mazāk ūdens, mazāk lauksaimniecības zeme, mazāk ķīmisko mēslojumu, izturēsies pret kaitēkļiem un patogēniem un dod lielāku ražu no akru.
***
Avots (-i)
Labbé, J et al. 2019. Augu un mikorizas mijiedarbības starpniecība ar lektīna receptoriem līdzīgu kināzi. Dabas augi. 5 (7): 676. http://dx.doi.org/10.1038/s41477-019-0469-x
