Биологи из института Солка (США) обнаружили, что растения могут лучше взаимодействовать с полезными грибами в почве благодаря особой молекуле — пептиду под названием CLE16.
Вещество вырабатывается корнями растений и активирует симбиотические отношения с грибами арбускулярной микоризы, и это может стать более естественным способом стимулирования роста урожая без использования искусственных удобрений. Связь происходит через специальные структуры — арбускулы, которые проникают в клетки корней.
Многие растения эволюционировали, чтобы вступать в симбиотические отношения с другими видами, но методы промышленной селекции ослабили способности к симбиозу у современных культур и усилили их зависимость от химических удобрений. Авторы работы утверждают, что можно вывести новые сорта сельскохозяйственных культур, которые снова усилят эти качества — почвенные грибы могли бы снабжать растения водой и фосфором, а в обмен получать молекулы углерода.
В своем исследовании ученые вырастили арбускулярный микоризный гриб вместе с Medicago truncatula — небольшим средиземноморским бобовым растением. После образования симбиоза нужно было определить, какие гены поддерживают это взаимодействие. Выяснилось, что бобовые растения начали активно вырабатывать молекулу CLE16 — один из пептидов семейства CLE, которые есть у многих растений, но пока мало изучены. Ранее известные пептиды CLE, наоборот, мешали симбиозу, а CLE16 оказался первым, кто его усиливает.
Чтобы проверить, помогает ли CLE16 укреплять симбиоз, исследователи добавили эту молекулу в почву. В результате грибковые структуры в корнях — арбускулы — стали прочнее и дольше существовали. Это усилило обмен питательными веществами. Чем больше грибов разрасталось, тем больше CLE16 вырабатывалось, и симбиоз становился еще крепче.
Теперь в планах ученых — подтвердить эффективность CLE16 на таких важных культурах, как соя, кукуруза и пшеница.
Созданием экологичных удобрений озабочены и российские ученые — недавно одну такую разработку представили специалисты из Перми.
