Среди множества игроков, играющих в микробиомы, бактерии уже давно находятся в центре внимания. Но одноклеточные организмы, известные как протисты, наконец-то получают ту главную роль, которой они заслуживают.
Группа ученых, изучающих взаимодействие между растениями и микробами, опубликовала новое исследование, подробно описывающее динамические отношения между обитающими в почве протистами и развивающимися растениями, демонстрирующее, что почвенные протисты реагируют на сигналы растений так же, как это делают бактерии.
В почве живет огромное разнообразие и разнообразие микробов, и изучение того, как эти организмы взаимодействуют друг с другом и с корнями растений, является горячей темой в биологии, поскольку она может применяться в сельском хозяйстве, управлении земельными ресурсами и устойчивости к изменению климата. технологии.
«Протисты представляют собой новый рубеж в изучении почвенной микробной экологии», - сказал ведущий автор Хавьер А. Сеха Наварро, научный сотрудник Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли (Berkeley Lab). «Здесь мы показываем, что эта группа организмов действительно должна быть включена в микробиологические исследования с целью понять, как микробы взаимодействуют с растениями».
Протисты - это не отдельная линия организмов, а скорее категория, приписываемая любому одноклеточному эукариотическому организму (организму, клетки которого содержат ядро), который не является растением, грибом или животным. Эта разнообразная группа из более чем 200 000 видов (постоянно открываются новые) включает амеб, диатомовых водорослей, динофлагеллят, слизевиков и даже различных паразитов, таких как Plasmodium, вызывающий малярию, и одноименный род простейших, вызывающий Giardia.
Протисты встречаются по всей планете в различных экосистемах. Некоторые виды, такие как некоторые протисты морского планктона и протисты, вызывающие болезни человека, были тщательно изучены. Тем не менее, для большинства видов ученые только начинают изучать то, что делает организм и как он реагирует на окружающую среду. Так обстоит дело с почвенными простейшими.
По словам Наварро, известно, что протисты контролируют микробную динамику почвы и круговорот питательных веществ, питаясь другими микробами. Хотя об их взаимодействии с другими членами почвенного микробиома известно достаточно, мало что известно о том, как протисты реагируют на изменения в окружающей среде.
«Несмотря на то, что протисты важны и их значимость была известна на протяжении десятилетий, наше исследование является первым, демонстрирующим связь протистов с растениями в крупномасштабном полевом эксперименте», - отметила руководитель проекта Мэри Файрстоун, преподаватель ученый в области наук о Земле и окружающей среде лаборатории Беркли и профессор Калифорнийского университета в Беркли. Проект был результатом сотрудничества ученых из лаборатории Беркли, Калифорнийского университета в Беркли, Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса (LLNL), Благородного исследовательского института и Университета Оклахомы.
Команда вырастила просо - культуру, предложенную для крупномасштабного производства биотоплива - из рассады на двух крупных полевых участках и взяла образцы почвы, окружающей корни растений на разных стадиях роста. Они использовали секвенирование генома следующего поколения, чтобы определить типы простейших, присутствующих в каждом образце, и численность каждого вида.
«По мере роста растений клетки их корней выделяют метаболиты, которые посылают сигналы в окружающую среду почвы», - добавила Дженнифер Петт-Ридж, старший научный сотрудник LLNL. «Мы увидели, что сообщества протистов смещаются и изменяются в ответ на воздействие растений - таким же образом, как мы наблюдали для бактериальных сообществ».
«В будущих исследованиях, направленных на понимание механизмов укоренения растений в почве, необходимо будет рассматривать протистов как ключевую часть растительного микробиома», - добавил Наварро, который является частью отдела биологических наук лаборатории Беркли.«Игнорирование протистов в наземных экологических исследованиях приведет к большому пробелу в знаниях, что сделает наше понимание микробиома окружающей среды неполным».