Развивая симбиотические отношения с грибами, растения не только становятся более устойчивыми к болезням, но также могут способствовать внедрению более устойчивых методов ведения сельского хозяйства. Таков вывод нового исследования Гётеборгского университета.
Большинство сельскохозяйственных культур могут образовывать симбиоз с грибами для получения основных питательных веществ. Грибы, в свою очередь, получают углеводы, образующиеся в результате фотосинтеза растений.
Этот тип симбиоза называется арбускулярной микоризой и имеет ключевое значение для устойчивого сельского хозяйства, поскольку помогает сельскохозяйственным культурам лучше использовать фосфат в удобрениях.
«Этот симбиоз очень важен, поскольку утечка фосфатов с сельскохозяйственных полей способствует вредной эвтрофикации рек, озер и морей», - говорит Корнелия Спетеа Виклунд, профессор кафедры биологических наук и наук об окружающей среде Гетеборгского университета.
Симбиоз защищает от засухи и болезней
Грибной симбиоз также делает растения более устойчивыми к определенным заболеваниям и факторам окружающей среды, таким как засуха.
Чтобы узнать, как лучше использовать симбиоз в сельском хозяйстве, исследователи изучили, что вызывает повышенную выносливость растений. Один из задействованных механизмов, по-видимому, заключается в том, что грибы повышают уровень нескольких гормонов растения как в корнях, так и в побегах.
«Исследования бобовых Medicago truncatula показывают, что синтез и передача сигналов двух важных растительных гормонов усиливаются у растений, образующих этот симбиоз», - говорит Лиза Адольфссон, научный сотрудник Департамента биологических наук и наук об окружающей среде Гетеборгского университета.
Один из гормонов (АБК) делает растение более засухоустойчивым, так как уменьшает испарение воды через устьица листьев. Другой гормон (жасмонат) помогает увеличить выработку вторичных веществ, которые защищают растение от стресса и болезней.
Симбиоз оказывает гормональное воздействие на растения
Измеряя уровни различных веществ в побегах бобовых, живущих в симбиозе с грибами, и сочетая результаты с крупномасштабными генетическими исследованиями, исследователи обнаружили, что уровни вторичных веществ (флавоноидов и терпеноиды) растут в побегах в результате повышения уровня гормонов.
«Это интересное открытие, которое может объяснить повышенную толерантность к различным стрессовым факторам и заболеваниям», - говорит Спетеа Виклунд.
Итак, результаты показывают, что симбиотические грибы влияют на гормональный фон сельскохозяйственных культур.
'Бобовые Medicago truncatula используются в качестве модели для других бобовых. Следовательно, результаты применимы к коммерчески важным культурам, таким как соя», - говорит Адольфсон.