Cercetătorii identifică proteina IDD7, esențială pentru simbioza dintre orez și ciupercile benefice din sol
Majoritatea plantelor nu își procură singure toți nutrienții din sol. Multe dintre ele formează parteneriate cu ciuperci microscopice care cresc în interiorul rădăcinilor și se extind în solul din jur. Aceste parteneriate, cunoscute sub numele de simbioze micorizice arbusculare, ajută plantele să acceseze nutrienți, în special fosfor, iar în schimb ciupercile primesc compuși bogați în carbon de la plante.
O echipă de cercetare condusă de Shu-Yi Yang, conferențiar la Universitatea Națională Taiwan, a descoperit o parte importantă a răspunsului la întrebarea cum reușește o plantă să coordoneze numeroasele semnale necesare pentru a construi și menține acest schimb. Studiul, publicat în Nature Communications, identifică o proteină numită IDD7 drept regulator cheie al răspunsului plantei la ciupercile benefice.
Când ciupercile pătrund în rădăcinile de orez, ele formează structuri fin ramificate numite arbusculi în interiorul anumitor celule ale rădăcinii. Aceste structuri oferă o interfață specializată prin care cele două partenere fac schimb de resurse. Cercetătorii au constatat că IDD7 se exprimă puternic în celulele care conțin arbusculi. Plantele de orez lipsite de o formă funcțională a IDD7 au prezentat o colonizare fungică și o dezvoltare a arbusculilor afectate, iar restabilirea genei a remediat deficiențele. Aceste rezultate arată că IDD7 este importantă pentru ca parteneriatul să se dezvolte normal.
Echipa a investigat apoi modul în care acționează IDD7. A descoperit că aceasta interacționează cu alte două proteine regulatoare: SLR1, asociată cu semnalizarea hormonilor de creștere la plante, și PHR2, un regulator principal al răspunsurilor la disponibilitatea fosforului. Împreună, aceste proteine au intensificat activitatea genelor implicate în acomodarea ciupercilor și în schimbul de nutrienți. Cercetătorii au arătat de asemenea că IDD7 se poate lega de regiuni de ADN asociate cu gene importante pentru simbioză.
Rezultatele dezvăluie un mecanism prin care orezul leagă informațiile despre starea sa nutrițională și semnalele legate de creștere de programul genetic care susține ciupercile benefice. Deși studiul nu demonstrează direct creșteri ale producției agricole sau reduceri ale necesarului de îngrășăminte, el oferă o bază moleculară pentru eforturi viitoare de înțelegere și, eventual, de îmbunătățire a parteneriatelor dintre plante și microorganisme în agricultură.
„Înțelegerea modului în care plantele coordonează aceste semnale ne ajută să explicăm cum stabilesc un parteneriat de succes cu ciupercile benefice. Aceste cunoștințe ar putea susține eventual strategii pentru o nutriție mai sustenabilă a culturilor”, spune Yang, autoarea corespondentă a studiului și conferențiar de biologie vegetală la Universitatea Națională Taiwan.
