Пшеница-мутант создает симбиоз с грибами и бактериями
Исследователи из группы доктора Мириам Шарпантье обнаружили мутацию в гене бобового растения Medicago truncatula, которая перепрограммирует сигнальные способности растения таким образом, чтобы усилить партнерство с азотфиксирующими бактериями (ризобиями) и грибами (арбускулярными микоризными — AMF), снабжающими корни фосфором.
Такой тип партнерства, известный как эндосимбиоз, когда один организм существует внутри другого, позволяет бобовым растениям забирать питательные вещества из почвы с помощью микробов в обмен на сахара.
Препятствием для широкого использования эндосимбиотических партнерств в сельском хозяйстве является то, что они преимущественно возникают на бедных питательными веществами почвах, что противоречит условиям интенсивного земледелия.
Практические последствия для сельского хозяйства
В этом исследовании, опубликованном в журнале Nature, ученые показали, что генная мутация в сигнальном пути кальция усиливает эндосимбиоз в условиях фермерского хозяйства.
Полученные результаты представляют собой прорыв в давнем стремлении использовать расширенное партнерство растений и грибов в качестве естественной альтернативы неорганическим удобрениям для основных сельскохозяйственных культур, включая зерновые и бобовые.
«То, что выявленная нами мутация усиливает эндосимбиоз в сельскохозяйственных условиях открывает возможности для устойчивого производства сельскохозяйственных культур с использованием эндосимбионтов наряду с сокращением использования неорганических удобрений», — говорит соавтор работы доктор Шарпантье.
«Корневой эндосимбиоз очень полезен для растений, повышая усвоение питательных веществ и устойчивость к стрессам. Растет потребность в создании высокоурожайных, устойчивых к болезням культур и сокращении использования удобрений для защиты окружающей среды, а также снижения затрат фермеров», — заключает доктор Шарпантье.