Исследование проливает свет на то, как растения получают свой фиксированный азот

Исследователи из Университета Цукубы идентифицировали ключевой генетический путь у растения-модели Lotus japonicus, который контролирует образование клубеньков в ответ на уровень азота в почве. Это открытие, опубликованное в журнале Nature Communications, объясняет, как бобовые регулируют энергозатратный симбиоз с азотфиксирующими бактериями.

Понимание этого механизма имеет важное значение для экологии и сельского хозяйства. Бобовые культуры являются ключевым источником белка, а их способность к биологической фиксации азота может снизить зависимость от химических удобрений. Растение должно поддерживать тонкий баланс: при низком содержании азота в почве оно формирует клубеньки с бактериями, но при высоком — подавляет этот процесс, чтобы не тратить лишние ресурсы.

«Корневые клубеньки формируются в ответ на низкое содержание в почве фиксированных форм азота, таких как нитраты. Когда концентрация нитратов возрастает, бобовые могут реагировать, подавляя образование клубеньков. Механизм этой реакции был неизвестен, поэтому нашей целью было выяснить, как происходит нитрат-зависимая регуляция у этих растений», — поясняет ведущий автор Ханна Нисида. Команда обнаружила ген NRSYM1, который кодирует транскрипционный фактор, активируемый нитратами и напрямую подавляющий образование новых клубеньков.