23 января 2026
Молекулярные механизмы симбиоза удалось зафиксировать внутри корневых клеток. Это уточнило, как растения получают минералы и как снизить потребность в удобрениях.
Екатерина Морозова Автор Наука Mail
Растения и почвенные грибы сотрудничают уже около 450 млн лет. Грибы проникают в корни и поставляют фосфор и другие минералы, а взамен получают сахара и жиры, которые растение производит при фотосинтезе. Это древнее сотрудничество обеспечивает жизнь примерно 80% видов растений на Земле, включая кукурузу, пшеницу и другие культуры, которые кормят миллиарды людей.
Ученые давно признают важность партнерства растений и грибов для сельского хозяйства. Однако до сих пор оставался неясным механизм того, как именно эти организмы согласовывают свои действия на молекулярном уровне — то есть как они выстраивают и поддерживают свои взаимоотношения.
Исследователи Института Бойса Томпсона при Корнеллском университете разработали комбинированный подход для изучения взаимодействия белков растений и грибов. Сначала они создали библиотеку белков и протестировали их в дрожжевых клетках — система проверяла, с какими из тысяч потенциальных партнеров связывается интересующий белок. Результаты анализировали с помощью секвенирования ДНК.
Источник: Unsplash
Затем ученые применили метод флуоресценции — белки начинали светиться при физическом контакте внутри клеток корня растения. Это позволило подтвердить, что выявленные в дрожжах взаимодействия действительно происходят в живых растениях — на клеточной мембране, где идет обмен питательными веществами. Такой двухэтапный подход дал возможность сначала охватить широкий круг потенциальных партнеров, а затем проверить, происходят ли эти взаимодействия в нужном месте внутри клетки.
Для демонстрации метода ученые изучили белок CKL2, без которого симбиоз не развивается. Выяснилось, что он взаимодействует с белками семейства 14−3−3, которые регулируют множество клеточных процессов. Когда уровень этих белков снижали, колонизация грибами уменьшалась примерно на 31%.
Полученные знания помогут селекционерам создавать сельскохозяйственные культуры с более эффективным симбиозом с грибами. Такие растения будут лучше усваивать фосфор и другие питательные вещества, что позволит сократить использование синтетических удобрений, снизить затраты фермеров и уменьшить загрязнение окружающей среды.
Работа опубликована в журнале New Phytologist.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что ученые раскрыли тайну растений-паразитов, отказавшихся от фотосинтеза.
