A tanulmány egy új mechanizmust ír le, amely közvetíti a növények és gombák közötti szimbionta asszociációkat. Ez utat nyit a növekedéshez mezőgazdasági a termelékenység növelése a jövőben azáltal, hogy jobban ellenálló növényeket termesztenek, amelyek kevesebb vizet, földet és kevesebb műtrágyát igényelnek.
A növényeknek komplexük van szimbiotikus kapcsolata mikorrhiza gombákkal. Ezek a gombák burkot képeznek a növényi gyökerek körül, és szimbionta kapcsolat keretében többféle előnyt biztosítanak. Ez a kapcsolat lehetővé teszi a növény fokozott víz- és tápanyagfelvételét, különösen a foszfort, és cserébe a növény szénnel látja el a gombákat, amelyekből táplálkozhatnak és növekedhetnek. A gombák meglehetősen hosszúra nyúlnak a növény gyökereinél, így ma már nagyobb mennyiségű talaj érhető el. Az összes szárazföldi növényfaj csaknem 80 százalékánál van mikorrhiza gomba, amely a gyökerekhez kapcsolódik. Ez a kapcsolat a leginkább mindenütt jelenlévő és legrelevánsabb növény-mikrobiális kölcsönhatás, amelynek mögöttes mechanizmusait még mindig vizsgálják.
Egy július 8-án közzétett tanulmányban Természetes növények, a kutatók genomiális szekvenálást, kvantitatív genetikát, nagy teljesítményű számítástechnikát és kísérleti biológiát használtak, hogy genetikai kiváltó okokat találjanak, amelyek lehetővé teszik a növény és a gombák közötti szimbionta kapcsolatot. Ők választanak Arabidopsis, egy növény, amely természetesen nem lép kölcsönhatásba az ektomikorrhiza gombával L. bicolor. Egy specifikus gént azonosítottak, amely a legnagyobb valószínűséggel szabályozza a szimbiotikus kapcsolatot e növény és a talajban lévő gombák között. Ezt követően genetikailag módosították ezt a növényt egy új változatba, amely most egy G-típusú lektinreceptor-szerű kináz PtLecRLK1 fehérjét expresszál. A növényt most beoltották a gombával.
A G-típusú lektinreceptor-szerű kináz PtLecRLK1 fehérje szimbiotikus kölcsönhatást közvetít Populus – L. bicolor valamint a transzgenikus Arabidopsis – L bicolor rendszereket, mivel a gomba beburkolja a növény gyökérvégeit, és gombahüvelyt képez, ami szimbiotikus képződést jelez. Egyetlen gén módosításával, nem gazdaszervezet Arabidopsis a szimbiont gazdagépévé alakították át.
A jelenlegi tanulmány egy fontos molekuláris lépést ír le a szimbiotikus növény-gomba asszociáció létrehozásában. Ennek a kapcsolatnak a jobb megértése genetikai kiváltó okok feltárásával segíthet a szimbionta kapcsolat kihasználásában olyan kedvezőtlen körülmények között, mint a huzat, vagy a táplálkozás és a nitrogénfelvétel növelése, a kórokozók elleni küzdelem stb. kapcsolatok. Segíthet olyan növények termesztésében, amelyeknek kevesebb vízre lesz szükségük mezőgazdasági föld, kevesebb műtrágya, ellenáll a kártevőknek és a kórokozóknak, és több hektáronkénti termést termel.
***
Forrás (ok)
Labbé, J et al. 2019. A növény-mikorrhiza kölcsönhatás közvetítése lektinreceptor-szerű kináz által. Természet Növények. 5 (7): 676. http://dx.doi.org/10.1038/s41477-019-0469-x
