Китайские учёные выяснили, как симбиоз растений и грибов сохраняется 450 миллионов лет

Учёные Нанкинского университета раскрыли механизмы, которые лежат в основе длительного симбиоза растений и грибов

Симбиоз растений и грибов — арбускулярная микориза, при которой нити гриба врастают в корни и снабжают растение водой и минеральными веществами в обмен на сахара, — возник около 450 миллионов лет назад, когда растения только выходили на сушу. Сегодня он распространён более чем у 80% наземных растений. Долгое время считалось, что он опирается на единый набор молекулярных механизмов. Однако оказалось, что симбиоз у разных растений проявляется по-разному потому, что сети генов, которые им управляют, постоянно эволюционируют.

Исследователи сравнили геномы 101 вида цветковых растений и изучили семейство генов GRAS, которое играет ключевую роль в симбиозе. Оказалось, что у растений, не способных к такому симбиозу, некоторые ветви этого семейства — их называют симбиотическими — могут теряться. Кроме того, нашлись три новых гена, которые могут управлять симбиозом, — SRG1, SRG2 и SRG3; их роль подтвердили в опытах на томате.

Затем команда составила карты того, как белки GRAS взаимодействуют друг с другом у томата, риса и мха. Выяснилось, что даже белки, общие для разных видов, у каждого вида могут взаимодействовать по-своему — от этого зависит, как работают гены, и в итоге особенности симбиоза у конкретного вида.

Таким образом, исследователи доказали, что древний симбиоз растений и грибов держится не на неизменном наборе генов, а на гибкой сети регуляции, которая постоянно меняется и подстраивается. Это открытие даёт теоретическую основу для того, чтобы генетической модификацией усиливать симбиоз сельскохозяйственных культур с грибами.

Источник: Нанкинский университет