Иммунитет растений руководит прикорневой микрофлорой

05.02.2013 Наука и жизнь

Под землёй защитные механизмы растений трудятся не так, как над почвой – тут им приходится различать, кому из бактерий дать жить на корнях, а кому нет.

Корни растений не просто загружены в землю – они находятся в окружении огромного числа самых других микроорганизмов и разнообразных бактерий. Их важность для растения тяжело переоценить – почвенные микробы оказывают помощь усваивать питательные вещества и приспосабливаться к вероятным негативным условиям, наподобие засухи, закисления земли и т. д. Но среди них смогут быть и крайне вредные экземпляры. Другими словами растению приходится решать ту же задачу, что и отечественной пищеварительной совокупности: отделять нужных микробов от негативных, сотрудничать с первыми и избегать вторых.

Почвенные бактерии Acidobacterium. (Фото Dennis Kunkel Microscopy, Inc. / Visuals Unlimited / Corbis.) Почвенная бактерия, живущая на поверхности корней Arabidopsis thaliana. (Фото Environmental Molecular Sciences Laboratory / Flickr.com.)‹ ›

Иммунитет растений руководит прикорневой микрофлорой

До сих пор мало что было известно о том, как растения решают эту задачу, исходя из этого работа Сары Лебейс (Sarah Lebeis) и её сотрудников из Университета Теннесси, Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл и Объединённого геномного университета, размещённая в Science, стала тут громадным шагом вперёд. У растений имеется защитные механизмы, делающие роль иммунной совокупности и защищающие их от различных вредителей.

В их состав входят сигнальные и атакующие вещества, такие, как салициловая кислота, жасмоновая кислота, этилен. Салициловая кислота является одним из основных сигналов, оповещающих о вторжении заразы: при появлении микробов на побегах и листьях она запускает целый спектр защитных реакций.

Ранее было увидено, что иммунные механизмы растений трудятся и под землёй, воздействуя на бактерий из групп Firmicutes, Proteobacteria и Actinobacteria. Причём влияние защитных фитогормонов было достаточно сложным: к примеру, и через чур громадная, и через чур маленькая концентрация салициловой кислоты в растительных тканях снижала уровень бактерий из группы Actinobacteria.

В новой серии опытов исследователи отключали у подопытных растений Arabidopsis thaliana гены, несущие ответственность за распознавание и синтез тех либо иных компонентов защитной совокупности. В следствии прикорневая микрофлора радикальным образом изменялась: растения как словно бы теряли контроль над микробным содружеством, и рядом с корнями обнаруживались такие группы бактерий, которых в том месте ни при каких обстоятельствах не видели. (На всякий случай выделим, что речь заходит не о микоризе, не о тесном симбиозе грибов с корневой совокупностью, и не о корневых клубеньках с азотфиксирующими бактериями, а о микробах, живущих вблизи либо легко на поверхности корней. Не смотря на то, что, разумеется, формирование микоризы и клубеньков также не обходится без согласования с растительными защитными совокупностями.)

Посильнее всего такие изменение были выражены у мутантов, каковые не могли синтезировать салициловую кислоту либо ощущать её сигнал, из чего авторы работы сделали вывод, что она есть чуть ли не самым серьёзным химическим рычагом для управления прикорневой микрофлорой. Причём воздействие её «наверху» отличается от того, что она делает «внизу»: у корней салициловая кислота действует избирательно, создавая благоприятные условия для одних бактерий и не пуская ко мне вторых. «Наверху» же, как было сообщено, салициловый сигнал срабатывает в момент возникновения угрозы, в то время, когда побег и лист должны быть безотлагательно очищены от заразы. Кое-какие почвенные бактерии, приходящие «на запах» салициловой кислоты, смогут применять её в собственном обмене веществ, как источник углерода, но по большому счету  исследователям сейчас предстоит огромная работа, перед тем как нам станет ясно, что за конкретные сигнальные реакции разрешают растению так искусно руководить прикорневой микрофлорой.

Всё это вправду весьма похоже на отечественный кишечник с его симбиотическими бактериями: отечественному иммунитету также приходится «отделять агнцев от козлищ», другими словами выбирать, каких микробов перестать трогать, по причине того, что без них по большому счету прожить будет тяжело, а каких гнать в шею. Ну а практическое значение новых результатов ясно всем. В начале мы говорили о том, что почвенные бактерии всячески оказывают помощь растениям, а это значит, что, самостоятельно регулируя растительные химические сигналы, мы сможем оптимизировать прикорневую микрофлору культурных растений и тем самым добиться, к примеру, большей урожайности.

Создатель: Кирилл Стасевич

Источник: nkj.ru

Случайные записи:

Фитонциды источники иммунитета


Похожие статьи, которые вам понравятся: