Проучване на Университета в Кордоба показва как водораслите произвеждат ауксин - растителен хормон, който им позволява да комуникират с бактериите. По този начин се създава синергия, която може да бъде от полза за селскостопанското производство. Статията е публикувана в списание iScience.

Ауксинът е хормон, който е от основно значение за растенията, тъй като им помага да растат. Именно заради него листата търсят светлината, а корените им – почвата. Той е основен хормон в химическия език на растенията, който им позволява да общуват с други организми и насърчава полезните взаимодействия. Но как действа при водораслите, които са „братовчеди“ на растенията?

Въпреки че от няколко години е известно, че водораслите произвеждат ауксин, познанията по темата са ограничени и механизмите, използвани от тях за производството му, не са описани. Сега изследователите Виктория Калатрава, Аурора Галван, Анхел Ламас и Емилио Фернандес от изследователската група „Метаболизъм на неорганичния азот във водораслите“ към Университета в Кордоба откриват един от пътищата за производство на ауксин във водораслите (за модел е ползван Chlamydomonas reinhardtii).

„Пътят за производство на ауксин, който демонстрирахме тук, е много прост и разпространен. Той включва ензима L-аминокиселинна оксидаза (LAO1), който произвежда ауксин с помощта на триптофан“, обяснява професор Галван.

Предполагаемата роля на ауксин-медиираните мутуалистични взаимодействия между Chlamydomonas, Methylobacterium и сухоземни растения. Източник: iScience (2023). DOI: 10.1016/j.isci.2023.108762

Водораслите произвеждат хормона в периплазменото си пространство - вид пропусклива мембрана, в която се намира ензимът. „Това е интересно, тъй като оттам то може да освободи хормона навън, за да общува с други организми, или може би да го включи в себе си, за да регулира метаболизма си“, продължава изследователят.

Ауксинът се свързва с бактериите и засилва селскостопанското производство

Екипът разглежда също така ефектите от производството на ауксин за водораслите и как хормонът им помага да общуват с бактерии от рода Methylobacterium, за да създадат полезни взаимодействия.

„Виждаме, че натрупването на ауксин е лошо, защото забавя растежа. При ниски концентрации той всъщност подобрява растежа на водораслите, но когато се натрупа, го възпрепятства“, казва изследователят Калатрава. За да се преодолеят тези отрицателни ефекти, на помощ идва Methylobacterium.

„Бактерията разгражда ауксина, като понижава нивата на хормона и съответно – помага на Chlamydomonas да продължи да расте, докато бактерията си набавя храна от ауксина“, казва Калатрава.

И така, ауксинът функционира като посредник в тази взаимовръзка, при която водораслите и бактериите си помагат взаимно. Също така е интересно, че тези бактерии могат да се хранят с ауксин само в присъствието на водораслите, което засилва значението на този начин на сътрудничество.

Как това се прилага в практиката? Като посочва значението на ауксина за растенията, изследователят подчертава, че „както водораслите, така и бактериите живеят в полетата с култури и са част от микробиотата на растенията, така че тяхното производство и регулиране на ауксина може да послужи за подобряване на селскостопанската продукция, като стимулира както растежа им, така и устойчивостта им към стресове като сушата“.

Следващата цел на екипа е да разбере ролята на водораслите в микробиотата на растенията и по-конкретно - взаимодействието водорасли-бактерии-растения, за да оцени потенциала му при разработването на биостимулатори, които биха могли да бъдат от полза за устойчивото и екологосъобразно селскостопанско производство.

Източник: Phys.org