Учёные выяснили, как растения привлекают полезные бактерии через «протечки» в корнях

Исследователи из Университета Лозанны раскрыли механизм, с помощью которого растения направленно привлекают полезные бактерии к своим корням. Оказалось, что временные «протечки» защитного барьера корня выпускают в почву аминокислоту глутамин, которая служит для микробов сигналом и источником питания.

Растения формируют специализированное микробное сообщество вокруг корней, выделяя сложную смесь молекул — корневые экссудаты. Однако до сих пор было неясно, как именно эти вещества распределяются в почве и привлекают микроорганизмы.

Учёные обнаружили, что при росте боковых корней защитный эндодермальный барьер временно нарушается.

«Хотя повреждённый барьер быстро восстанавливается, разрыв вызывает временный выброс веществ. Бактерии скапливаются и размножаются именно в этом месте», — объясняет профессор Нико Гельднер, соавтор исследования.

Используя мутантные растения резуховидки Таля, у которых отсутствовал эндодермальный барьер, исследователи обнаружили значительное накопление аминокислот в экссудатах, особенно глутамина.

Дальнейшие эксперименты с бактерией Pseudomonas protegens CHA0 показали, что микроорганизмы, лишённые способности «чувствовать» глутамин, не могли находить места прорастания боковых корней. Более того, бактерии использовали эту аминокислоту для своего роста и размножения.

Эти открытия важны для развития устойчивого сельского хозяйства. Понимание механизмов взаимодействия растений и микробов может помочь в создании альтернатив химическим удобрениям и пестицидам. Однако, как предупреждает Гельднер, каждая почва имеет уникальный микробиом, что затрудняет внедрение конкретных бактериальных штаммов.

Дополнительная информация: Localized glutamine leakage drives the spatial structure of root microbial colonization, Science (2025). DOI: 10.1126/science.adu4235