Ученые на один шаг приблизились к тому, чтобы дать большему количеству растений возможность использовать азотфиксирующие бактерии, что уменьшит потребность в удобрениях и, в свою очередь, снизит затраты фермеров, сообщает сайт hortidaily.com.
Растения могут поглощать азот только в некоторых химических соединениях. Некоторые из форм азота естественным образом содержатся в почвах, но обычно не в тех количествах, которые необходимы для повышения урожайности сельскохозяйственных культур. Азот в изобилии содержится в воздухе, но в форме, которую растения не могут усвоить.
«Некоторые бактерии, живущие в почве, способны преобразовывать атмосферный азот в одну из форм, которые могут использовать растения — это называется фиксацией азота. У нескольких видов растений, в основном из семейства бобовых, развились корневые клубеньки, которые привлекают и удерживают полезные бактерии. Полезный симбиоз позволяют растению поглощать азот, а взамен бактерии получают сахара из растения», - говорит Матиас Кирст, профессор геномики растений университета Висконсина. – «Но сможем ли мы научить другие растения разработать подобный механизм? Прежде чем ответить на этот вопрос, необходимо лучше изучить, как бобовые, первоначальные азотфиксирующие растения, создают клубеньки. Раскрытие этого сложного процесса может позволить ученым воспроизвести его на других растениях».
«Когда бобовые вступают в контакт с азотфиксирующими микробами, мы знаем, что происходит большой выброс растительного гормона, называемого цитокинином, а затем образуются клубеньки. В этом исследовании мы хотели получить представление в реальном времени о том, когда происходит образование гормона», - сказал Матиас Кирст.
Чтобы наблюдать за процессом, исследовательская группа использовала метод, который вызывает флуоресценцию в присутствии цитокинина – интересуемая область светится в темноте. Это позволит исследователям следить за каждым этапом выделения гормона. Оказалось, цитокинин выделяется в два этапа. На первом этапе он вырабатывается во внешнем слое корня. На второй стадии эта внутренняя часть корня выталкивается наружу, как воздушный шарик, образуя узелок.
Исследование также показало, что эта вторая стадия активности цитокинина контролируется геном под названием IPT3. Это подтверждает метод флуоресценции, а также наблюдения за растениями, у которых отсутствовал ген IPT3. В этом случае образование клубеньков не происходило. Значит данный ген играет ключевую роль в процессе.
По словам Кирста, у всех растений есть цитокинин и ген IPT3:
«С биологической точки зрения, у каждого растения есть компоненты для создания клубенька, но загвоздка в том, что ген должен сработать в нужный момент и нужном месте. Ученые надеются, что открытый механизм позволит «научить» и другие растения генерировать клубеньки», - объяснил Кирст. После этого следующий большой вопрос заключается в том, переместятся ли азотфиксирующие бактерии в эти клубеньки.
agroxxi.ru
