Микоризные грибы встречаются в природе в почве и коммерчески доступны в качестве почвенных инокулянтов, но новое исследование Университета Иллинойса предполагает, что не все генотипы сои реагируют одинаково на микоризные взаимоотношения.

Как и большинство растений, соевые бобы объединяются с почвенными грибами в симбиотических микоризных отношениях. В обмен на небольшое количество сахара грибы способствуют развитию корневой системы за счет большего поглощения ей фосфора, азота, микроэлементов и воды, чем получало бы растение само по себе.

«В нашем исследовании колонизация корней одним видом микоризы значительно различалась между генотипами и варьировалась от 11 до 70%», - говорит Мишель Павловски, научный сотрудник Отдела наук о растениях в Иллинойсе и соавтор нового исследования в области теоретических и прикладных наук по генетике.

Чтобы прийти к такому выводу, Павловски вырастил 350 различных генотипов сои в горшках с почвой, заполненных спорами общего микоризного гриба. Через шесть недель рассмотрел корни под микроскопом для оценки уровней колонизации.

«Это была небольшая авантюра, потому что мы мало знали об отношениях сои с микоризой и не знали, возникнут ли различия в колонизации между генотипами сои. Поэтому, когда мы провели скрининг генотипов сои и обнаружили различия, это было большое облегчение, - говорит Павловски. - Это означало, что можно найти и генетические различия тоже».

Процесс колонизации корней начинается еще до того, как грибные споры прорастут в почве.

Корни производят химические вещества, вызывая прорастание спор на корнях. Как только гриб вступает в контакт, в растении возникает сложный каскад реакций, который предотвращает обычную защитную атаку против вторжения патогенных микроорганизмов. Вместо этого растение позволяет грибу войти и создать крошечные древовидные структуры, известные как арбускулы - то место, где гриб и растения обмениваются сахарами и питательными веществами.

Исследование предполагает наличие генетического компонента для скорости колонизации корней у сои. Чтобы найти его, Павловски сравнил геномы 350 генотипов и шесть геномных областей, связанных с различными уровнями колонизации у сои, используя всю имеющуюся информацию о геноме сои и экспрессии генов.

Согласно исследованию, гены контролируют химические сигналы и пути, привлекающие гриб к корням, позволяют растению распознавать гриб микоризы как «хорошего парня», помогают строить арбускулы и так далее.

Знание того, какие гены контролируют колонизацию корней, может привести к тому, что селекционеры получат сорта сои с более высоким уровнем «дружелюбия» к грибу микоризы, что улучшит усвоение питательных веществ, устойчивость к засухе и к болезням.
«Этот экологически чистый подход к улучшению производства сои поможет уменьшить чрезмерное использование удобрений и пестицидов и продвигать более экологичные системы выращивания сельскохозяйственных культур», - говорит Глен Хартман, патолог растений в Департаменте культур растениеводства и патолог культур Минсельхоза США.

(Источник: www.eurekalert.org)