Studien beskriver en ny mekanism som förmedlar symbiontassociationerna mellan växter och svampar. Detta öppnar möjligheter att öka jord produktivitet i framtiden genom att odla bättre motståndskraftiga grödor som kräver mindre vatten, mark och mindre användning av kemiska gödningsmedel.
Växter har ett komplex symbiotisk förhållande till mykorrhizasvampar. Dessa svampar bildar ett hölje runt växtrötterna och ger flera fördelar under ett symbiontförhållande. Relationen möjliggör ökat vatten- och näringsupptag av växten, särskilt fosfor och i gengäld ger växten kol till svamparna att äta på och växa. Svamparna sträcker sig ganska länge vid växtrötterna och därmed är större volymer jordar nu tillgängliga. Nästan 80 procent av alla landväxtarter har en mykorrhizasvamp kopplad till rötter. Detta förhållande är den mest allmänt förekommande och relevanta växt-mikrobiella interaktionen vars underliggande mekanismer fortfarande undersöks.
I en studie publicerad den 8 juli i Naturväxter, använde forskare genomisk sekvensering, kvantitativ genetik, högpresterande beräkningar och experimentell biologi för att hitta genetiska triggers för att möjliggöra symbiontförhållande mellan växt och svamp. De valde Arabidopsis, en växt som naturligt inte interagerar med ektomykorrhizasvamp L. bicolor. De identifierade en specifik gen som med största sannolikhet styr det symbiotiska förhållandet mellan denna växt och svampar i jorden. Därefter genmanipulerade de denna växt till en ny version som nu uttrycker ett protein som kallas G-typ lektinreceptorliknande kinas PtLecRLK1-protein. Plantan inokulerades nu med svampen.
G-typ lektinreceptorliknande kinas PtLecRLK1-protein ses förmedla en symbiotisk interaktion mellan Populus – L. bicolor såväl som det transgena Arabidopsis – L bicolor system eftersom svampen omsluter växternas rotspetsar och bildar ett svamphölje som indikerar en symbiotisk formation. Med modifiering av en enda gen, en icke-värd Arabidopsis omvandlades till en värd för denna symbiont.
Den aktuella studien beskriver ett viktigt molekylärt steg i hur symbiotisk växt-svamp-association etableras. Bättre förståelse av detta förhållande genom att hitta genetiska triggers kan hjälpa till att använda detta symbiontförhållande för att kunna odla växter under ogynnsamma förhållanden som drag, eller ökad näring och kväveupptag, hantera patogener etc. Studien öppnar vägar för att skapa nyttiga växt-mykorrhiza. relationer. Det kan hjälpa oss att odla grödor som behöver mindre vatten, mindre jord mark, mindre kemiska gödningsmedel, motstå skadedjur och patogener och producera mer avkastning per hektar.
***
Källa (er)
Labbé, J et al. 2019. Mediering av växt-mykorrhizal interaktion genom ett lektinreceptorliknande kinas. Natur Växter. 5 (7): 676. http://dx.doi.org/10.1038/s41477-019-0469-x
