Растенията и изкуството да си отглеждаш микроби

Arabidopsis thaliana; Източник: Петя Христова

От векове е известно, че растенията произвеждат различни ценни за медицината вещества в корените си. Ползите за човешкото здраве са ясни, но не е ясно как и защо растенията изразходват 20% от енергията си за синтезиране на тези екзотични съединения. За защита ли е? Отпаден продукт ли са? За какво са?

Съвместно проучване на Джон Инес Център и Китайската академия на науките хвърля нова светлина върху този фундаментален въпрос за специализирания растителен метаболизъм.

Изследването, публикувано в сп. „Science“ разкрива, че растенията използват синтезираните в корените химикали, за да привличат и поддържат общности от микроби. Предполага се, че в растителното царство различните съединения може да са основата за комуникация, която позволява изграждането на микробни общности, съобразени със специфичните нужди на растението-гостоприемник.

Резултатите отварят врата на изследователите към адаптиране и промяна на растителната микробиота в редица основни култури.

В  проучванеto учените разкриват метаболитна мрежа в корените на добре познатото моделно растение Arabidopsis thaliana. Тази мрежа, организирана главно около генни клъстери, включва над 50 неизвестни молекули, принадлежащи към разнообразно семейство на растителни съединения, наречени тритерпени.

Изследователите създават растения, с промени във веществата, които се отделяте от корените и отглеждат тези растения в почва от ферма в Пекин. Резултатите показват ясни различия в типовете микробни съобщества, които тези растения натрупват в сравнение с дивите (непроменени) растения.

В по-нататъшни експерименти групата синтезира много от тези новооткрити вещества и тества тяхното въздействие върху общности от култивирани микроби в лабораторно възпроизвеждане на растително-микробни взаимодействия в почвата.

Сравненията с профили на бактерии от корените на ориза и пшеницата, които не синтезират тритерпените на  Arabidopsis, показват, че тези генетични мрежи модулират бактериите, които са специфична за коренова микробиота на Arabidopsis.

Следващите стъпки за учените са да изследват по-нататък ползите от това скулптуриране на микробната общност за растението и да наблюдават въздействието на други фактори, като ограничаване на хранителните вещества и патогените, върху химията на растенията,

A.C. Huang el al., „A specialized metabolic network selectively modulates Arabidopsis root microbiota,“ Science (2019). DOI: 10.1126/science.aau6389

Източник: Phys.org

Share on FacebookShare on Google+Tweet about this on TwitterShare on LinkedInPrint this page