Подземная сеть: расшифровка динамики симбиоза растений и грибов

Новое исследование, опубликованное в журнале Science, раскрывает ключевые детали жизненно важного симбиоза между растениями и арбускулярными микоризными (AM) грибами.

AM грибы живут внутри клеток корней растений. Учёные из Boyce Thompson Institute (BTI) выявили роль двух белков — CKL1 и CKL2, — которые активны только в корневых клетках, содержащих грибы. Эти белки прикреплены к мембранам клетки, включая мембрану, окружающую гриб.

Исследование показало, что CKL-белки критически важны для выживания грибов внутри корней. Они управляют потоком липидов (жиров) от растения к грибу — процессом, необходимым для питания гриба. Без этих белков ключевые гены, отвечающие за перенос липидов, не активируются, что приводит к голоданию гриба.

Учёные также обнаружили сложную сеть взаимодействий с участием рецепторных киназ. Одна из этих киназ, известная своей ролью в проникновении гриба в корень, в глубине ткани корня приобретает новую функцию: она взаимодействует с CKL-белками, вероятно, для запуска потока липидов.

CKL-белки контролируют только начало и конец пути синтеза симбиотических липидов. Белок RAM2, работающий в середине этого пути, активируется другим регулятором — RAM1. Для полномасштабного производства липидов должны быть активны оба пути: CKL и RAM1.

«Липиды дорого обходятся растению, поэтому двойные регуляторные механизмы могут гарантировать жёсткий контроль над их поставкой, возможно, как защиту от эксплуатации грибковыми патогенами», — говорит доктор Мария Харрисон, профессор BTI.

Это исследование углубляет понимание молекулярной динамики симбиоза и открывает перспективы для создания сельскохозяйственных культур с более эффективным усвоением питательных веществ и устойчивостью к стрессам.