Исследование бобовых на модельном растении проясняет основной механизм приобретения железа в ответ на азот.

Бобовые растения обладают механизмом (ризобиальный симбиоз), позволяющим эффективно усваивать азот, важный макроэлемент для роста, через азотфиксирующие ризобии. Корневые клубеньки — это органы, находящиеся на корнях растений, которые способствуют симбиотическим отношениям.

Ризобии колонизируют эти клубеньки и фиксируют азот, превращая азот воздуха в аммиак. Железо необходимо для ферментов, катализирующих азотфиксацию. Однако где и как железо транспортируется к конкрециям и используется для фиксации азота, в значительной степени неизвестно.

В новом исследовании опубликовано в Природные коммуникацииИсследователи использовали модель бобового растения японский лотос для проведения анализа транскриптома на основе азотного статуса тела растения в процессе ризобиального симбиоза. Идентифицированы пептиды IRON MAN (IMA), состоящие примерно из 50 аминокислот, которые функционируют системно (побеговая и корневая системы) по накоплению железа в клубеньках после заражения корня.

Кроме того, функция пептидов IMA была проанализирована у L. japonicus и Arabidopsis thaliana, растения, лишенного ризобиального симбиоза. У обоих видов растений пептиды IMA поддерживают баланс азота, приобретая железо в ответ на увеличение концентрации азота в организме растения, регулируя тем самым рост растений.

Исследовательская группа ранее определила механизм регулирования ризобиального симбиоза в ответ на присутствие азота в почве. Это исследование основано на предыдущих исследованиях, объясняя основной механизм приобретения железа в ответ на азот, обеспечивая дальнейшее понимание механизмов адаптации растений к окружающей среде.

Эти результаты многообещающи для разработки новых технологий, которые способствуют построению устойчивого сообщества за счет увеличения способности растений к микробному симбиозу с точки зрения использования питательных веществ.