Cómo las plantas diferencian entre amigos y enemigos

Los científicos se han desenredado Cómo las plantas distinguen entre microbios beneficiosos y dañinos en el suelo a nivel molecular, que podría tener un Impacto significativo en la agricultura orgánica y el Seguridad alimentaria mundial.

Según lo informado por los medios China diariamenteLas plantas albergan una variedad de microorganismos en sus sistemas de raíces.

Mientras que los hongos simbióticos establecen relaciones mutuamente beneficiosas con las plantas y ayudan a absorber los nutrientes esenciales del suelo, Los patógenos agotan estos nutrienteslo que reduce el rendimiento del cultivo y la muerte de las plantas.

Al comprender cómo las plantas diferencian entre “amigos” y “enemigos”, Los investigadores buscan desarrollar métodos de cultivo que reduzcan la necesidad de fertilizantes dañinos para el medio ambienteMantener los rendimientos y mejorar la resiliencia.

Los investigadores de Centro de Excelencia en Ciencias Moleculares de las Plantas de la Academia de Ciencias de China En Shanghai identificaron las quinasas del receptor de lisma en las membranas de las células vegetales como clave en la detección de señales moleculares de los microbios.

Estas señales Desencadenan respuestas simbióticas o inmunes.

Los hallazgos del equipo, publicados en revistas internacionales entre 2015 y 2024, han arrojado luz sobre este complejo mecanismo.

Sin embargo, la abundancia de quinasas que reciben lism en las plantas de flores y sus funciones superpuestas hacen que la comprensión de cómo las plantas distinguen con precisión entre diferentes microbios.

Para abordar este problema, los científicos recurrieron a Marchantia paleaceaUna planta terrestre temprana con un genoma más simple y menos receptores de lisma, lo que lo convierte en un modelo ideal para su estudio.

La investigación identificó dos quinasas que reciben Lysm en la marzo de Paleacea, MPalyr y MPA-Cerk1, que Actúan como sensores para distinguir entre microbios simbióticos y patógenos y activar diferentes respuestas.

Bajo un bajo contenido de fósforo, los investigadores encontraron que las plantas liberan una hormona que hace que los hongos simbióticos secretan grandes cantidades de oligómeros de quitina de cadena corta.

Estas moléculas son reconocidas por MPalyR, lo que desencadena respuestas simbióticas al tiempo que inhibe las respuestas inmunes a los oligómeros de quitina de cadena larga de hongos patógenos.

“Este proceso es como si un maestro pasara en un salón de clases.“, Explicó Wang Ertao, investigador principal del equipo. “Solo los hongos simbióticos responden a las señales simbióticas de la hormona y la liberación, atrayéndolos a la planta para ayudar a la absorción de agua y nutrientes como el fósforo y el nitrógeno“Explicó.

Este equilibrio dinámico entre simbiosis e inmunidad Permite que las plantas se adapten a varios entornos, Adquirir nutrientes a través de la simbiosis y mantener patógenos efectivos.

Los hallazgos, publicados en enero en el sitio web de la revista Cell, abren nuevas posibilidades para mejorar la eficiencia del crecimiento de los cultivos.

Los científicos ahora pueden mejorar la secreción de Strigolactono (la hormona) de las plantas para atraer hongos simbióticos y evitar patógenos, dijo Wang.