Ученые раскрыли механизм производства яда у растений рода Crotalaria

Многие растения нуждаются в азотистой почве для роста. Однако такие почвы есть не везде. Некоторые виды образуют симбиоз с почвенными бактериями (ризобиями), что позволяет им связывать азот из воздуха. Взамен бактерии получают от растений питательные вещества. Азот связывается в особых структурах — «клубеньках» на корнях, которые формируются совместно бактериями и растением.

Исследовательская группа изучает эволюцию пирролизидиновых алкалоидов. Это яды, которые некоторые растения производят для защиты от травоядных. Один из примеров — крестовник Якова (Senecio jacobaea). Однако основной интерес группы сосредоточен на тропическом и субтропическом роде растений Crotalaria (насчитывающем более 600 видов), который не только производит ядовитые алкалоиды, но и живет в симбиозе с бактериями для связывания азота.

Исследователи из Киля заметили, что растения Crotalaria, выращенные в их теплицах, не содержали алкалоидов и у них отсутствовали характерные клубеньки, указывающие на симбиоз. Многочисленные попытки индуцировать производство алкалоидов (например, добавлением искусственного азота) показали, что растениям не хватает симбиоза с правильными бактериями.

В ходе исследования ученые «заразили» растения теми же ризобиями, которые встречаются в естественном ареале Crotalaria. Сравнение зараженных и незараженных образцов показало, что только зараженные растения производили защитные вещества. Результаты демонстрируют, что растения производят яд сами, но делают это только в корневых клубеньках, заселенных бактериями.

Ризобии были признаны «Микробом года 2015» Ассоциацией общей и прикладной микробиологии (VAAM) за свои свойства, способствующие росту растений. Теперь выясняется, что влияние этих бактерий на выживаемость растений еще больше, чем предполагалось ранее.