Бактерии помогли грибам и растениям усваивать питательные вещества
Биологи обнаружили на корнях растений и частях грибницы грибов бактерии, которые помогают этим организмам усваивать питательные вещества.
Не секрет, что грибы помогают растениям усваивать питательные вещества. Но оказалось, что и самим грибам в расщеплении сложной органики помогают бактерии
Известно, что примерно 70% всех наземных растений устанавливают симбиотические отношения по типу арбускулярной микоризы с различными грибами. При этом растения отдают грибам жирные кислоты, а получаются от них азот и фосфор. Однако таким симбиотическим грибам не хватает ферментов, необходимых для выделения азота и фосфора из сложных органических молекул.
Авторы нового исследования задавись вопросом, могут ли почвенные микроорганизмы помогать грибам в извлечении этих микроэлементов из органических соединений. На первом этапе ученые решили выяснить, существуют ли сообщества почвенных бактерий, живущие только на частях их грибницы. Для этого авторы проанализировали так называемые гифы — нитевидные образования грибов, при помощи которых эти организмы транспортируют питательные вещества и воду. В своем исследовании команда использовала два вида симбиотических грибов — Glomus versiforme и Rhizophagus irregularis — и выращивала их в трех различных типах почвы в симбиозе с Brachypodium distachyon — травянистым родственником пшеницы. Симбиотические организмы затем росли вместе в течение 65 дней. После истечения срока ученые выделили и секвенировали гены материала с поверхности гифов, чтобы получить информацию о популяции бактерий, проживающих там.
Исследователи обнаружили сходство в составе бактериальных сообществ с гифов двух видов грибов. Эти сообщества были похожи во всех трех типах почв, но сильно отличались от тех, которые были найдены в почве вдали от гифов. Функция этих бактерий еще не ясна, но исследователи предполагают, что именно эти микроорганизмы переводят почвенные органические соединения в наиболее удобную для усваивания растениями форму. Исследование опубликовано в журнале ISME.
Источник
Микориза: органический способ улучшить здоровье сада и огорода
Увеличение урожая и обеспечение здоровья собственного сада и огорода обещает новая звезда среди органических средств – микориза. Одни производители называют ее удобрением, другие – стимулятором, улучшителем и даже реаниматором почвы. Хотя на самом деле это название естественного симбиоза корневой системы растений с грибами, который можно восстановить и усилить с помощью биопрепаратов.
Увеличить урожай, восстановить почву, ускорить рост растений. Все это возможно, причем без удобрений. Нужна лишь микориза.
Микориза – это универсальное и эффективное средство улучшения почвы, активизации роста, стимулирования укоренения и защиты растений. И применяют ее не только для любимых овощей, но и для деревьев, кустов, цветов и даже комнатных растений.
Что такое микориза?
О симбиозе некоторых видов растений с грибами, которые растут на их корнях, наверное, слышал каждый садовод. По крайней мере, если пытался вырастить хвойные, бобовые и вересковые (от рододендронов до голубики и черники). Или сталкивался с растениями, которые очень боятся пересадки.
Именно эти особые грибы, состоящие из тонких длинных гифов и от которых так зависит жизнедеятельность растений, и называются микоризными или микоризообразующими. А сама микориза соответственно — это связь между грибом и растением (от греч. «myco» (гриб) и «риза» (корень). И связь эта взаимовыгодная и взаимозависимая: грибы получают от растений углерод, аминокислоты и гормоны, а взамен способствуют активному усвоению питательных веществ, кислорода и влаги из почвы, интенсивно расщепляют грубую органику на легко доступные элементы, защищают растения и образуют сложные почвенные системы. О микоризе чаще всего вспоминают в контексте черники и ее родственников, клубники и хвойных, но на самом деле она важна для подавляющего большинства растений – 80–90% от садового «ассортимента».
Источник
Чем растения помогают грибами
На бедных землях некоторые растения вступают в альянс с болезнетворными грибками, чтобы те помогли им впитать из почвы недоступные минеральные вещества.
Большинство растений всасывают питательные вещества из почвы с помощью микоризы – так называют особый тип симбиоза между высшими растениями и грибами. Грибной мицелий (то есть собственно грибница) окутывает корни чехлом, а то и вовсе проникает в сами растительные клетки: благодаря такому сожительству гриб получает нужную органику, вроде углеводов, аминокислот и т. д., а сам поставляет «напарнику» минеральные вещества, в частности, фосфаты, которые растение в одиночку всасывает плохо.
Корни Arabidopsis thaliana (фиолетовым), оплетённые нитями гриба Colletotrichum tofieldiae (зелёным). (Фото MPI f. Plant Breeding Research.)
Даже если настоящая микориза не образуется – как, например, у Arabidopsis thaliana (или резуховидки Таля), родственника капусты – всё равно сожительство с каким-нибудь грибом имеет место. В случае A. thaliana симбионтом оказывается почвенный грибок Colletotrichum tofieldiae, который живёт в клетках и межклеточных промежутках корней растения.
Как и обычные микоризные грибы, C. tofieldiae превращает нерастворимые фосфаты растворимые и таким образом «скармливает их растению. Парадокс здесь в том, что группа грибов, к которым относится C. tofieldiae, обычно выступают как патогены – так, например, один из рода Colletotrichum ежегодно наносит колоссальный ущерб хозяйствам, выращивающим кукурузу. Однако A. thaliana, по-видимому, никаких неудобств от присутствия потенциального патогена не испытывает.
Исследователи из Института растениеводства Общества Максa Планка, попытавшись разобраться в этом феномене, обнаружили, что симбиоз с грибом образуют только те растенияA. thaliana, которые растут в определённых местах – например, на плато Месета, занимающем большую часть Пиренейского полуострова. В здешней почве мало фосфатов, которые были бы доступны для растений, так что польза от сожительства очевидна. Но как получается, что защитные системы растения пропускают мимо себя патогенный грибок?
Эксперименты показали, что растительный иммунитет точно чувствует, когда организму не хватает соединений фосфора – и, когда с фосфором случается дефицит, разрешает C. tofieldiae пожить в корнях. Однако в то же время активируется синтез особых молекул, которые можно в изобилии найти, например, в горчичном масле и которые придают хрену, горчице, рапсу и прочим капустным характерный остро-горький вкус. Эти молекулы помогают держать опасного симбионта, так сказать, в рамках приличия – без них растения A. thaliana, пустившие к себе грибок C. tofieldiae, начинают болеть.
Года назад мы писали о том, как защитные системы растений помогают наладить сотрудничество с правильной микрофлорой, в то же время не подпуская к корням тех, кто может быть опасен. Собственно, похожую задачу решает и наш иммунитет, которому в пищеварительной системе приходится различать полезных бактерий от вредных. Однако случай с A. thaliana и патогенным грибом, с которым при определённых условиях можно договориться о сожительстве, пока что единственный.
Возможно, что не только арабидопсис, но и вообще все капустные могут таким образом дружить со своими врагами – все они, кроме пастушьей сумки, способны синтезировать защитные молекулы (для пастушьей сумки, как можно догадаться, грибок C. tofieldiae оказывается вреден в любых условиях.) Возможно, что и у других растений, в том числе и культурных, есть похожие механизмы, позволяющие вступить во временный альянс с патогеном, и, если знать, как их активировать, можно привлечь вредную микрофлору к полезным сельскохозяйственным работам – например, чтобы она повышала урожайность.
Автор: Кирилл Стасевич
Источник