การอยู่ร่วมกัน: รากพืชตระกูลถั่วอาศัยคู่จุลินทรีย์ที่แตกต่างกันอย่างไร

นักวิจัยของ University of Tsukuba ซึ่งร่วมมือกับมหาวิทยาลัยในญี่ปุ่นอีก 2 แห่งได้เปิดเผยชิ้นส่วนสำคัญในจิ๊กซอว์ของกลไกที่ควบคุมกระบวนการพัฒนาที่อยู่เบื้องหลังการอยู่ร่วมกันของรากกับจุลินทรีย์ ทีมงานระบุยีนที่มีส่วนสำคัญในการควบคุมว่ารากพืชตระกูลถั่วสร้างที่พักของเซลล์สำหรับแบคทีเรีย rhizobia ซึ่งอธิบายไว้ในสิ่งพิมพ์ล่าสุดในPLOS Genetics เมื่อยีนถูกยับยั้งในพืชกลายพันธุ์ รากจะผลิตก้อนที่ตรึงไนโตรเจนได้น้อยลงอย่างมาก เนื่องจากเส้นทางปกติ (ภายในเซลล์) ของแบคทีเรียที่เรียกว่า เธรดการติดเชื้อ ไม่พัฒนาอย่างเหมาะสมในเซลล์ราก อย่างไรก็ตาม ก้อนเล็กๆ จำนวนน้อยจะพัฒนาช้ากว่าปกติหลายสัปดาห์ เมื่อแบคทีเรียเข้ามาทางอื่น (ระหว่างเซลล์) ระหว่างเซลล์ราก ทีมตั้งชื่อยีนว่าไม่มี ที่พัก แบบซิมเบียน (lan) พวกเขาแสดงให้เห็นว่ามันไม่ทำงานในการกลายพันธุ์ และพบว่ามันเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับยีนในพืชชนิดอื่น มีความคิดที่จะเข้ารหัสโปรตีนที่ทำหน้าที่ที่ซับซ้อนของโปรตีนควบคุมอื่นๆ (เรียกว่า Mediator) เพื่อควบคุมการแสดงออกของยีนและกระบวนการต่างๆ นี่เป็นรายงานฉบับแรกเกี่ยวกับการมีส่วนร่วมของยีนในการควบคุมปฏิกิริยาระหว่างพืชกับจุลินทรีย์ "เราใช้พืชตระกูลถั่วรุ่นLotus japonicusซึ่งเติบโตและแพร่พันธุ์อย่างรวดเร็ว และมีจีโนมที่เล็กกว่าและเรียบง่ายกว่าพืชส่วนใหญ่" Takuya Suzaki ผู้เขียนที่เกี่ยวข้องกล่าว "วิธีการวิจัยของเรารวมถึงการดัดแปลงพันธุกรรม การศึกษากายวิภาคของพืชด้วยกล้องจุลทรรศน์โดยใช้สีย้อมเรืองแสง การจัดลำดับจีโนม และการผลิตพืชกลายพันธุ์โดยใช้เทคโนโลยีการตัดต่อยีนล่าสุด" ยีน lan มีความสำคัญไม่เพียง แต่สำหรับ symbiosis กับ rhizobia: ทีมงานแสดงให้เห็นว่ายีนนี้จำเป็นสำหรับการสร้าง symbioses กับเชื้อรา mycorrhizal Suzaki กล่าวว่า "การศึกษานี้แสดงให้เห็นว่าระบบควบคุมเพียงระบบเดียวทำงานในการสร้าง symbioses ที่แตกต่างกันสองแบบซึ่งมีความสำคัญต่อธาตุอาหารพืช "ผลลัพธ์ของเรามีนัยที่กว้างขึ้นสำหรับการทำความเข้าใจว่ากระบวนการพัฒนาพืชมีการประสานงานกันอย่างไร"