การศึกษาอธิบายกลไกใหม่ที่เป็นตัวกลางความสัมพันธ์ระหว่างพืชและเชื้อรา เป็นการเปิดช่องทางให้เพิ่มขึ้น ทางการเกษตร ผลผลิตในอนาคตโดยการปลูกพืชที่มีความยืดหยุ่นดีขึ้นซึ่งต้องการน้ำ ที่ดินน้อยลง และใช้ปุ๋ยเคมีน้อยลง
พืชพรรณมีความซับซ้อน ชีวภาพ ความสัมพันธ์กับเชื้อราไมคอร์ไรซา เชื้อราเหล่านี้ก่อตัวเป็นฝักรอบๆ รากพืชซึ่งให้ประโยชน์หลายประการภายใต้ความสัมพันธ์แบบ symbiont ความสัมพันธ์นี้ทำให้พืชสามารถดูดซึมน้ำและธาตุอาหารเพิ่มขึ้นโดยเฉพาะฟอสฟอรัส และในทางกลับกัน พืชก็ให้คาร์บอนแก่เชื้อราเพื่อให้กินและเติบโต เชื้อราขยายตัวค่อนข้างยาวที่รากพืช ดังนั้นจึงสามารถเข้าถึงดินในปริมาณที่มากขึ้นได้ พืชบกเกือบร้อยละ 80 มีเชื้อราไมคอร์ไรซาที่เกี่ยวข้องกับราก ความสัมพันธ์นี้เป็นปฏิสัมพันธ์ระหว่างพืชกับจุลินทรีย์ที่แพร่หลายและเกี่ยวข้องมากที่สุด ซึ่งยังคงมีการสำรวจกลไกพื้นฐานอยู่
ในการศึกษาที่ตีพิมพ์เมื่อวันที่ 8 กรกฎาคมใน พืชธรรมชาตินักวิจัยใช้การจัดลำดับจีโนม พันธุศาสตร์เชิงปริมาณ คอมพิวเตอร์ประสิทธิภาพสูง และชีววิทยาเชิงทดลอง เพื่อค้นหาสิ่งกระตุ้นทางพันธุกรรมเพื่อสร้างความสัมพันธ์ทางชีวภาพระหว่างพืชและเชื้อรา พวกเขาเลือก Arabidopsis, พืชที่ไม่มีปฏิกิริยากับเชื้อรา ectomycorrhizal โดยธรรมชาติ L. สองสี. พวกเขาระบุยีนเฉพาะที่มีแนวโน้มมากที่สุดที่จะควบคุมความสัมพันธ์ทางชีวภาพระหว่างพืชชนิดนี้กับเชื้อราในดิน ต่อจากนั้น พวกเขาดัดแปลงพันธุกรรมพืชชนิดนี้ให้เป็นเวอร์ชันใหม่ ซึ่งขณะนี้แสดงโปรตีนที่เรียกว่าโปรตีนไคเนส PtLecRLK1 คล้ายตัวรับเลคตินชนิด G ตอนนี้พืชได้รับเชื้อจากเชื้อราแล้ว
G-type lectin receptor-like kinase PtLecRLK1 โปรตีนถูกมองว่าเป็นสื่อกลางในการปฏิสัมพันธ์ทางชีวภาพระหว่าง Populus - ลิตรสี เช่นเดียวกับการดัดแปลงพันธุกรรม Arabidopsis - L สี ระบบต่างๆ เมื่อเชื้อราห่อหุ้มปลายรากพืชและสร้างเปลือกของเชื้อราซึ่งบ่งบอกถึงการก่อตัวทางชีวภาพ ด้วยการดัดแปลงยีนตัวเดียวที่ไม่ใช่โฮสต์ Arabidopsis ถูกดัดแปลงเป็นโฮสต์สำหรับ symbiont นี้
การศึกษาในปัจจุบันได้อธิบายถึงขั้นตอนระดับโมเลกุลที่สำคัญเกี่ยวกับวิธีการสร้างความสัมพันธ์ระหว่างเชื้อราและพืชที่มีความสัมพันธ์แบบพึ่งพาอาศัยกัน การทำความเข้าใจความสัมพันธ์นี้ให้ดีขึ้นโดยการค้นหาตัวกระตุ้นทางพันธุกรรมสามารถช่วยให้ใช้ความสัมพันธ์แบบ symbiont เพื่อให้สามารถปลูกพืชในสภาวะที่ไม่เอื้ออำนวย เช่น แบบแห้ง หรือเพิ่มคุณค่าทางโภชนาการและการดูดซึมไนโตรเจน จัดการกับเชื้อโรค เป็นต้น การศึกษานี้เป็นการเปิดหนทางในการสร้างพืช-ไมคอร์ไรซาที่เป็นประโยชน์ ความสัมพันธ์ สามารถช่วยให้เราปลูกพืชผลที่ต้องการน้ำน้อยลงได้ ทางการเกษตร ที่ดิน ใช้ปุ๋ยเคมีน้อยลง ต้านทานศัตรูพืชและเชื้อโรค และให้ผลผลิตต่อเอเคอร์มากขึ้น
***
แหล่งที่มา (s)
Labbe, J และคณะ 2019. การไกล่เกลี่ยของปฏิสัมพันธ์ระหว่างพืชกับไมคอร์ไรซาโดยไคเนสที่เหมือนตัวรับเลกติน พืชธรรมชาติ. 5 (7): 676. http://dx.doi.org/10.1038/s41477-019-0469-x
