Η μελέτη περιγράφει έναν νέο μηχανισμό που μεσολαβεί στις συμβιώδεις συσχετίσεις μεταξύ φυτών και μυκήτων. Αυτό ανοίγει δρόμους για αύξηση γεωργικών παραγωγικότητα στο μέλλον με την καλλιέργεια πιο ανθεκτικών καλλιεργειών που απαιτούν λιγότερο νερό, γη και λιγότερη χρήση χημικών λιπασμάτων.
Plants have a complex συμβιωτικό σχέση με μυκόρριζους μύκητες. Αυτοί οι μύκητες σχηματίζουν ένα περίβλημα γύρω από τις ρίζες των φυτών παρέχοντας πολλαπλά οφέλη σε μια σχέση συμβίωσης. Η σχέση επιτρέπει την αυξημένη πρόσληψη νερού και θρεπτικών συστατικών από το φυτό, ιδίως φωσφόρου και σε αντάλλαγμα, το φυτό παρέχει άνθρακα στους μύκητες για να τραφούν και να αναπτυχθούν. Οι μύκητες εκτείνονται αρκετά στις ρίζες των φυτών και έτσι είναι πλέον προσβάσιμος μεγαλύτερος όγκος εδαφών. Σχεδόν το 80 τοις εκατό όλων των ειδών φυτών της ξηράς έχουν μυκόρριζο μύκητα που σχετίζεται με τις ρίζες. Αυτή η σχέση είναι η πιο πανταχού παρούσα και σχετική φυτο-μικροβιακή αλληλεπίδραση της οποίας οι υποκείμενοι μηχανισμοί εξακολουθούν να διερευνώνται.
Σε μια μελέτη που δημοσιεύθηκε στις 8 Ιουλίου στο φύση Φυτά, researchers used genomic sequencing, quantitative genetics, high performance computing and experimental biology to find genetic triggers to enable symbiont relationship between plant and fungi. They chose Arabidopsis, ένα φυτό που φυσικά δεν αλληλεπιδρά με τον εκτομοκορριζικό μύκητα L. δίχρωμη. Εντόπισαν ένα συγκεκριμένο γονίδιο που είναι πιο πιθανό να ελέγχει τη συμβιωτική σχέση μεταξύ αυτού του φυτού και των μυκήτων στο έδαφος. Στη συνέχεια, κατασκεύασαν γενετικά αυτό το φυτό σε μια νέα έκδοση η οποία εκφράζει τώρα μια πρωτεΐνη που ονομάζεται πρωτεΐνη κινάσης PtLecRLK1 τύπου G του υποδοχέα λεκτίνης. Το φυτό ενοφθαλμίστηκε τώρα με τον μύκητα.
Η πρωτεΐνη κινάσης PtLecRLK1 που μοιάζει με υποδοχέα λεκτίνης τύπου G φαίνεται ότι μεσολαβεί σε μια συμβιωτική αλληλεπίδραση μεταξύ Populus – L. δίχρωμη καθώς και το διαγονιδιακό Arabidopsis – L δίχρωμη συστήματα καθώς ο μύκητας περιβάλλει τις άκρες των ριζών των φυτών και σχηματίζει ένα περίβλημα από μύκητες που υποδηλώνει έναν συμβιωτικό σχηματισμό. Με τροποποίηση ενός μόνο γονιδίου, ενός μη ξενιστή Arabidopsis μετατράπηκε σε οικοδεσπότη για αυτό το συμβίωμα.
Η τρέχουσα μελέτη περιγράφει ένα σημαντικό μοριακό βήμα σχετικά με τον τρόπο με τον οποίο εδραιώνεται η συμβιωτική συσχέτιση φυτών-μύκητων. Η καλύτερη κατανόηση αυτής της σχέσης με την εύρεση γενετικών παραγόντων μπορεί να βοηθήσει στη χρήση αυτής της συμβιωτικής σχέσης για την ανάπτυξη φυτών σε αντίξοες συνθήκες όπως το βύθισμα, ή την αύξηση της διατροφής και της πρόσληψης αζώτου, την αντιμετώπιση των παθογόνων μικροοργανισμών κ.λπ. σχέσεις. Μπορεί να μας βοηθήσει να καλλιεργήσουμε καλλιέργειες που θα χρειάζονται λιγότερο νερό, λιγότερο γεωργικών γης, λιγότερα χημικά λιπάσματα, αντιστέκονται σε παράσιτα και παθογόνους οργανισμούς και παράγουν μεγαλύτερη απόδοση ανά στρέμμα.
***
Πηγές)
Labbé, J et al. 2019. Μεσολάβηση της αλληλεπίδρασης φυτού-μυκόρριζας από κινάση παρόμοια με υποδοχέα λεκτίνης. Φύση Φυτά. 5 (7): 676. http://dx.doi.org/10.1038/s41477-019-0469-x
