Биологи поняли, как заставить растения вступать в симбиоз с грибами
Эффективность сельского хозяйства сильно зависит от удобрений, производимых химической промышленностью. Нужные вещества можно доставить к растениям и другими способами, но для максимальной эффективности ученым приходится рассматривать происходящее в почве на уровне генных механизмов.
Фосфор критически важен для развития и урожайности сельскохозяйственных культур. При этом фосфатные удобрения при неправильном использовании могут загрязнять реки и даже снижать продуктивность растений.
Один из способов доставить к растению больше фосфора без увеличения использования удобрений — доставить к корневой системе симбиотические грибы. Их мицелий связывается с корнями, образуя микоризы. Через них организмы обмениваются ресурсами. Грибницы становятся расширением корневой системы, добывают для растений фосфаты и другие минеральные вещества. В обмен на них растения снабжают грибы углеводами.
Но производство углеводов требует значительных затрат энергии. Растения не будут оплачивать грибам больше фосфора, чем необходимо и достаточно. А когда почва богата фосфатами, растение и вовсе подавляет симбиоз. При этом лимитирующим веществом оказывается именно фосфор, хотя грибы способствуют и доставке азота, калия и магния.
Немецкие ученые обнаружили молекулярный переключатель, который подает сигнал к началу и подавлению симбиоза. Биологи продемонстрировали, что управление растением с помощью найденного механизма может убедить растения не прерывать симбиотические отношения с грибами даже при достаточном количестве фосфора в почве. Исследование об этом опубликовано в журнале Science Advances.
Биологи работали с модельным, бобовым растением c полностью секвенированным геномом — Lotus japonicus. Ключевым регулятором симбиоза оказался фермент VIH2. Он контролирует выработку инозитолпирофосфатов — молекул, указывающих на количество фосфатов в клетке. Когда этих веществ мало, VIH2 производит мало инозитолпирофосфатов, что дает клетке сигнал к режиму голодания. Это приводит к активации генов, ответственных за добычу фосфатов из внешней среды: начинается перестройка корня и растение инициирует симбиоз с грибами. Если фосфатов в клетке достаточно, этих процессов не происходит.
Ученые подавили действие фермента VIH2 при достаточном количестве фосфатов в среде роста. После этого растения повели себя так, как будто страдали от недостатка фосфора: поддерживали интенсивную колонизацию корней грибами, которая в норме подавлялась бы в этих условиях.
Исследователи отмечают, что устойчивый симбиоз не оказал негативного влияния на рост и развитие организмов-симбионтов. Грибные структуры в корнях оставались стабильными и функциональными, а растения сильнее поглощали фосфаты и другие питательные вещества.
Открытие механизма действия фермента VIH2 может позволить агротехникам целенаправленно манипулировать микоризацией у сельскохозяйственных культур. Однако результатам исследования еще придется прийти проверку в полевых условиях.
Telegram 
Дзен 
VK Одной из главных анатомических особенностей эволюции рода Homo считается резкое увеличение объема черепной коробки за последние примерно два миллиона лет. За это время она в среднем увеличилась в три раза. Однако авторы нового исследования поставили под сомнение традиционную гипотезу, согласно которой этот процесс был результатом естественного отбора. По их мнению, он мог оказаться случайностью.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Британские палеонтологи установили, что самый первый окаменелый фрагмент динозавра, когда-либо найденный в Антарктиде, принадлежал титанозавру. Эта группа длинношеих ящеров-завроподов включает в себя самых огромных сухопутных существ, когда-либо ходивших по земле.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
В 2025 году детекторы гравитационных волн уловили потенциальное слияние черных дыр крайне малой массы. Ученые из Университета Майами считают, что участники того события могут открыть новое направление в исследовании темной материи.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии