Kajian menerangkan mekanisme baru yang menjadi pengantara persatuan simbion antara tumbuhan dan kulat. Ini membuka ruang untuk meningkat pertanian produktiviti pada masa hadapan dengan menanam tanaman berdaya tahan yang lebih baik yang memerlukan kurang air, tanah dan kurang penggunaan baja kimia.
Tumbuhan mempunyai kompleks simbiotik hubungan dengan kulat mikoriza. Kulat ini membentuk sarung di sekeliling akar tumbuhan yang memberikan pelbagai faedah di bawah hubungan simbion. Hubungan tersebut membolehkan peningkatan pengambilan air dan nutrien oleh tumbuhan terutamanya fosforus dan sebagai balasannya, tumbuhan membekalkan karbon kepada kulat untuk dimakan dan berkembang. Kulat memanjang agak lama pada akar tumbuhan dan dengan itu isipadu tanah yang lebih besar kini boleh diakses. Hampir 80 peratus daripada semua spesies tumbuhan darat mempunyai kulat mikoriza yang dikaitkan dengan akar. Hubungan ini adalah interaksi tumbuhan-mikrob yang paling banyak dan relevan yang mekanisme asasnya masih diterokai.
Dalam kajian yang diterbitkan pada 8 Julai di Tumbuh-tumbuhan Semula Jadi, penyelidik menggunakan penjujukan genomik, genetik kuantitatif, pengkomputeran prestasi tinggi dan biologi eksperimen untuk mencari pencetus genetik bagi membolehkan hubungan simbion antara tumbuhan dan kulat. Mereka memilih Arabidopsis, tumbuhan yang secara semula jadi tidak berinteraksi dengan kulat ektomikoriza L. dwiwarna. Mereka mengenal pasti gen tertentu yang berkemungkinan besar mengawal hubungan simbiotik antara tumbuhan ini dan kulat di dalam tanah. Selepas itu, mereka merekayasa genetik tumbuhan ini menjadi versi baharu yang kini mengekspresikan protein yang dipanggil protein kinase seperti reseptor lektin G-jenis PtLecRLK1. Tumbuhan itu kini telah disuntik dengan kulat.
Protein PtLecRLK1 seperti reseptor lektin G-jenis protein dilihat sebagai pengantara interaksi simbiotik antara Populus – L. dwiwarna serta transgenik Arabidopsis – L dwiwarna sistem kerana kulat menyelubungi hujung akar tumbuhan dan membentuk sarung kulat yang menunjukkan pembentukan simbiotik. Dengan pengubahsuaian gen tunggal, bukan hos Arabidopsis telah ditukar menjadi hos untuk symbiont ini.
Kajian semasa menerangkan langkah molekul penting tentang bagaimana persatuan tumbuhan-kulat simbiotik ditubuhkan. Memahami hubungan ini dengan lebih baik dengan mencari pencetus genetik boleh membantu menggunakan hubungan simbion ini untuk dapat menanam tumbuhan dalam keadaan buruk seperti draf, atau meningkatkan pengambilan nutrisi dan nitrogen, menangani patogen dan lain-lain. Kajian ini membuka peluang untuk merekayasa tumbuhan-mikoriza yang bermanfaat perhubungan. Ia boleh membantu kita menanam tanaman yang memerlukan lebih sedikit air, lebih sedikit pertanian tanah, kurang baja kimia, menentang perosak dan patogen dan menghasilkan lebih banyak hasil setiap ekar.
***
Sumber (s)
Labbé, J et al. 2019. Pengantaraan interaksi tumbuhan–mikoriza oleh kinase seperti reseptor lektin. Tumbuhan Alam Semula Jadi. 5 (7): 676. http://dx.doi.org/10.1038/s41477-019-0469-x
