Новое исследование показало, что взаимодействие корней с почвенным грибом изменяет экспрессию генов риса, стимулируя рост корня, что позволяет растению поглощать больше питательных веществ.
Микоризный гриб внедряется в корни на клеточном уровне. Он представляет собой тонкие усики, называемые гифами, которые выходят в окружающую почву и служат в качестве насоса питательных веществ, в частности фосфата, поставляя их прямо в сердце растительных клеток.
Растения, «колонизированные» грибами, получают от 70 до 100% фосфатов непосредственно от грибных усиков, такого количества достаточно для насыщения полевых культур для обеспечения максимальной урожайности.
Есть надежда, что микоризные грибы однажды смогут выступать в качестве биоудобрения, что, в конечном счете, заменит необходимость добычи фосфатов из грунта для промышленных удобрений. Поиск замены добываемого фосфата обусловлен не только тем, что удобрение является мощным загрязнителем, вызывающим рост водорослей, но и тем, что фосфатные шахты в настоящее время истощены, по прогнозам, запасы закончатся в ближайшие 30-50 лет. Многие эксперты предсказывают «фосфатный кризис».
«Нам нужна альтернатива фосфатным удобрениям, чтобы прокормить растущее население», — сказала доктор Юта Пашковская из Университета Кембриджа, соавтор исследования.
«Злаки, такие как рис, пшеница и кукуруза, являются наиболее важными сельскохозяйственными культурами в мире, кормя миллиарды людей ежедневно. Микоризные грибы имеют мутуалистические отношения с растениями, в том числе зерновыми, с первых дней жизни растений на суше, прежде чем у них появились корни», — сказала она.
Новое исследование изучает строительные блоки корневой системы взрослых растений риса на молекулярном уровне, так как рис может быть использован в качестве модели для зерновых культур в целом. Архитектура корня злаков включает в себя несколько больших кряжистых корней, которые действуют в качестве каркаса, из которого расходятся более мелкие боковые корни, проникающие в разные слои почвы, которые содержат различные питательные вещества.
Исследователи обнаружили, что растения, колонизированные микоризными грибами, имеют другую генетическую экспрессию, которая размягчает клеточные стенки внутри основных корней, вызывая рост большого количества боковых корней, которые способны всасывать больше питательных веществ, способствуя оздоровлению растения с повышением урожайности. Это в дополнение к грибковым гифам, которые в действительности сами выступают в качестве дополнительных корней.
«Выяснив, какие части генома отвечают за укрепление корневой системы растений, мы сможем начать селекцию на улучшение корневой «архитектуры», — сказала Пашковская. – Искусственно выведенные культуры с улучшенными корневыми системами будут приносить больше урожая, следовательно, можно будет накормить больше людей».
Источник: xxi-age.ru
© 2015, https:. Все права защищены.
