_ Rețeaua subterană: decodificarea dinamica simbiozei plante-ciuperci

Dansul complicat al naturii se desfășoară adesea în moduri misterioase, ascunse cu ochiul liber. În centrul acestui tango enigmatic se află un parteneriat vital: simbioza dintre plante și un tip de ciuperci cunoscut sub numele de ciuperci micorizale arbusculare (AM).

Noua cercetare, publicată în revista Science, analizează acest parteneriat. , dezvăluind perspective cheie care ne aprofundează înțelegerea interacțiunilor plante-ciuperci AM și ar putea duce la progrese în agricultura durabilă.

Ciupercile AM ​​trăiesc în celulele rădăcinilor plantelor, formând o alianță unică cu plantele gazde. Această relație este mai mult decât o simplă conviețuire; implică un schimb complex și critic de nutrienți esențiali pentru supraviețuirea fungică și extrem de benefic pentru plantă.

Cercetătorii de la Institutul Boyce Thompson (BTI) au descoperit rolurile a două proteine, CKL1 și CKL2, care sunt activă numai în celulele radiculare care conțin ciupercile AM. Aceste două proteine ​​aparțin unei familii mai mari de proteine ​​cunoscute sub numele de CKL, ale cărei funcții în plantă nu au fost încă pe deplin înțelese.

„Cele mai apropiate rude ale familiei CKL sunt proteinele, numite CDK, care controlează ciclului celular al plantei și sunt situate în nucleul celulei. În mod surprinzător, proteinele CKL1 și CKL2 au evoluat cu un rol diferit față de CDK-ele nu controlează ciclul celular. Sunt legate de membranele celulei rădăcinii, inclusiv de o membrană. care înconjoară ciuperca”, a spus dr. Sergey Ivanov, cercetător post-doctoral la BTI și primul autor al studiului.

Oamenii de știință au descoperit că aceste proteine ​​CKL sunt esențiale pentru supraviețuirea ciupercilor în rădăcinile plantelor. Ele joacă un rol esențial în controlul fluxului de lipide (grăsimi) de la plantă la ciuperci, un proces esențial pentru hrănirea ciupercilor. Fără aceste proteine, genele cheie care gestionează acest transfer de lipide nu sunt activate, înfometând ciupercile.

Cercetarea a descoperit, de asemenea, o rețea complexă de interacțiuni care implică mai multe proteine ​​receptor kinaze. Una dintre aceste kinaze este cunoscută pentru rolul său în a permite ciupercii AM să pătrundă în stratul exterior al rădăcinii. Cercetătorii au descoperit că aceeași kinază adoptă un nou rol mai adânc în rădăcină, unde se asociază cu proteinele CKL, potențial pentru a iniția fluxul de lipide către ciupercă.

În mod surprinzător, în timp ce proteinele CKL sunt vitale pentru controlul fluxul lipidic, ei nu gestionează întreaga cale simbiotică a lipidelor. În schimb, ei controlează genele responsabile pentru începutul și sfârșitul acestei căi. Între timp, o proteină cheie care operează în mijlocul acestei căi, RAM2, este activată de un regulator diferit, RAM1. Pentru ca producția de lipide să aibă loc, atât căile CKL, cât și căile RAM1 trebuie să fie active.

„Lipidele sunt costisitoare pentru plantă, așa că mecanismele de reglementare duble pot asigura că aprovizionarea cu lipide este strict controlată, poate o măsură de siguranță. împotriva exploatării de către agenți patogeni fungici”, a spus dr. Maria Harrison, profesor la BTI și autor principal al studiului.

Harrison a continuat: „Într-un context agricol, valorificarea acestei simbioze naturale ar putea duce la culturi care sunt mai eficient în absorbția nutrienților și mai rezistent la factorii de stres din mediu.”

Acest studiu nu numai că ne aprofundează înțelegerea dinamicii moleculare din spatele simbiozei ciuperci plante-AM, dar evidențiază și conexiunile complicate și adesea nevăzute care susțin viața pe planeta noastră. Este o reamintire a complexității și interdependenței incredibile care se găsesc în natură, multe dintre ele ascunse chiar sub picioarele noastre.

(Fluierul)