Biljke postaju otpornije kad žive u simbiozi s gljivama

103

""Razvojem simbiotskog odnosa s gljivicama, biljke ne samo da postaju otpornije na bolesti već i mogu doprinijeti održivim agronomskim praksama. Zaključak je to studije provedene na Sveučilištu u Göteborgu.

Većina nasada u stanju je ući u simbiotski odnos s gljivama kako bi si osigurali potrebne nutrijente. Gljive zauzvrat dobijaju ugljikohidrate koji se generiraju fotosintezom biljaka. Ovakav tip simbioze naziva se arbuskularna mikoriza. Ona je od iznimne važnosti za održivu poljoprivredu s obzirom da pomaže usjevima u boljem iskorištavanju fosfata iz gnojiva. Također, ova je vrsta simbioze važna i zbog ispiranja fosfata s proizvodnih površina što u konačnici pospješuje štetan proces eutrifikacije rijeka, jezera i mora.

Simbioza štiti od suše i bolesti

Simbiotski odnos s gljivama čini biljke tolerantnijima na određene bolesti, kao i na okolišne faktore poput suše. Kako bi naučili što bolje iskoristiti simbioze u poljoprivredi, znanstvenici su pokušali odrediti što dovodi do povećane otpornosti biljaka. Čini se da je jedan od mehanizama taj da gljivice povećavaju razine određenih hormona u biljkama.

Studija provedena na leguminozi Medicago truncatula pokazala je da se sinteza i djelovanje dva važna biljna hormona povećava kod biljaka koje ulaze u takve simbioze. Jedan od hormona (ABA), čini biljku otpornijom na sušu na način da reducira isparavanje vode kroz stome na listovima. Drugi hormon, jasmonat, potpomaže stvaranje sekundarnih tvari koje štite biljku od stresa i bolesti.

""

Mjerenjem razina različitih supstanci u izbojcima leguminoza, koje žive u simbiozi s gljivicama, te kombiniranjem rezultata s genetičkim istraživanjima velikih razmjera, znanstvenici su otkrili da razine tih sekundarnih tvari (flavonoida i terpenoida) rastu kao rezultat porasta hormonalnih razina. Ovo je zanimljivo otkriće koje bi moglo objasniti povećanu toleranciju na različite stresore i bolesti. Dakle, rezultati nam pokazuju da simbiotske gljivice utječu na hormonalne razine usjeva. Leguminoza Medicago truncatula se koristila kao model za ostale leguminoze. Slijedom toga, nalazi su primjenjivi na komercijalno važne usjeve poput soje. Kako bi bolje razumjeli simbiotski odnos gljivica i biljaka, znanstveni tim s francuskog Nacionalnog instituta za agronomska istraživanja (INRA) proveo je prvu opsežnu i komparativnu filogenetsku analizu mikoriznih gljivica. U analizu je uzeto 49 gljivičnih genoma, od kojih je 18 sekvencionirano. Istraživanje je pomoglo znanstvenicima da shvate kako su uopće biljke i gljivice razvile simbiotske odnose i kako takva zajednica pomaže biljkama domaćinama da steknu svojstva za adaptaciju na okolišne uvjete. Kroz analizu molekularnih satova, koja kombinira molekularne podatke na razini genoma s kalibracijom fosila, tim je mogao raditi unatrag kako bi procjenio kad su posljednji put saprotrofne i mutualističke linije djelile zajedničkog pretka, na temelju odstupanja.

Analiza gljivičnih genoma i fosila pokazala je da su, u odnosu na gljivice smeđe i bijele truleži koje su evoluirale prije više od 300 milijuna godina, ektomikorizne gljivice nastale relativno nedavno iz nekoliko vrsta i potom se raširile kroz različite linije prije manje od 200 milijuna godina.

Gljivice evoluiraju kako bi razbile stanične stijenke biljnih stanica

Znanstvenici su proučili evoluciju gljivica bijele truleži, koje imaju sposobnost razgradnje celuloze, hemiceluloze i lignina u biljkama. Prije pojave bijele truleži prije nekoliko stotina milijuna godina, gljivice nisu bile sposobne razgraditi lignin, neistrunuta biljna masa postala je temelj za velika nalazišta ugljena. Ova studija priča priču o tome kako su gljivice razvile kompleksni mehanizam za razgradnju staničnih stijenki biljnih stanica. Drugi dio priče je taj da kod mikoriznih linija postoji veliki preokret gena koji su uključeni u simbiozu – mnogi od njih nemaju homologe ni u barem donekle srodnim vrstama, što ukazuje da je simbiotska evolucija povezana s masivnim genetskim inovacijama. Mnogi od tih gena kontroliraju imunitet biljaka tijekom kolonizacija korijena od strane gljivica. Ovakvo prvo istraživanje mikoriznih genoma velikih razmjera također je i prvi korak za detaljnija istraživanja mikorizne raznolikosti, njihove interakcije s biljkama domaćinima i njihove uloge u ekosustavima.

Postavi pitanje autoru klikom ovdje