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Migliorare la produttività agricola attraverso l'instaurazione di una simbiosi fungina delle piante

Lo studio descrive un nuovo meccanismo che media le associazioni simbionti tra piante e funghi. Questo apre strade per aumentare agricolo produttività in futuro coltivando colture più resistenti che richiedono meno acqua, terra e un uso minore di fertilizzanti chimici.

Le piante hanno un complesso simbiotico relazione con i funghi micorrizici. Questi funghi formano una guaina attorno alle radici delle piante fornendo molteplici benefici in una relazione simbionte. La relazione consente un maggiore assorbimento di acqua e nutrienti da parte della pianta, in particolare il fosforo e, in cambio, la pianta fornisce carbonio ai funghi per nutrirsi e crescere. I funghi si estendono abbastanza a lungo alle radici delle piante e quindi è ora accessibile un volume maggiore di terreno. Quasi l'80% di tutte le specie di piante terrestri ha un fungo micorrizico associato alle radici. Questa relazione è l'interazione pianta-microbica più onnipresente e rilevante i cui meccanismi sottostanti sono ancora in fase di esplorazione.

In uno studio pubblicato l'8 luglio in Natura Piante, i ricercatori hanno utilizzato il sequenziamento genomico, la genetica quantitativa, il calcolo ad alte prestazioni e la biologia sperimentale per trovare fattori genetici che consentano la relazione simbionte tra piante e funghi. Hanno scelto Arabidopsis, una pianta che naturalmente non interagisce con il fungo ectomicorrizico L. bicolore. Hanno identificato un gene specifico che è più probabile che controlli la relazione simbiotica tra questa pianta e i funghi nel terreno. Successivamente, hanno ingegnerizzato geneticamente questa pianta in una nuova versione che ora esprime una proteina chiamata proteina PtLecRLK1 chinasi simile al recettore della lectina di tipo G. La pianta è stata ora inoculata con il fungo.

Si è visto che la proteina PtLecRLK1 della chinasi simile al recettore della lectina di tipo G media un'interazione simbiotica tra Populus – L. bicolore così come il transgenico Arabidopsis – L bicolore sistemi come il fungo avvolge le punte delle radici delle piante e forma una guaina fungina che indica una formazione simbiotica. Con la modifica di un singolo gene, un non ospite Arabidopsis è stato convertito in un host per questo simbionte.

L'attuale studio descrive un importante passo molecolare su come viene stabilita l'associazione simbiotica pianta-fungo. Una migliore comprensione di questa relazione trovando fattori scatenanti genetici può aiutare a utilizzare questa relazione simbionte per essere in grado di coltivare piante in condizioni avverse come la siccità, o aumentare la nutrizione e l'assorbimento di azoto, affrontare gli agenti patogeni ecc. Lo studio apre strade per progettare una micorrizica vegetale benefica relazioni. Può aiutarci a coltivare colture che avranno bisogno di meno acqua, meno agricolo terra, meno fertilizzanti chimici, resistono a parassiti e agenti patogeni e producono più resa per acro.

***

Fonte (s)

Labbe, J et al. 2019. Mediazione dell'interazione pianta-micorrizica da parte di una chinasi simile al recettore della lectina. Piante della natura. 5 (7): 676. http://dx.doi.org/10.1038/s41477-019-0469-x

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