Détecteur de fumée» permet partenariat fongique qui a permis aux plantes de survivre à la première sur terre
Une protéine qui détecte les hormones dans la fumée a un rôle beaucoup plus large et plus ancien dans le règne végétal - détecter les champignons du sol microscopiques qui colonisent les plantes et les nutriments des aliments pour animaux à leurs cellules. Cette ancienne symbiose avec les champignons du sol est considéré comme la façon dont les plantes ont survécu sur des millions d'années terrestres avant qu'ils évolué racines.
De nouvelles recherches ont révélé que la protéine de plante connue pour détecter des composés favorisant la croissance dans la fumée des brûlis a un rôle beaucoup plus vieux et plus large: la reconnaissance de signaux initiaux envoyés par les champignons bénéfiques du sol qui fournissent les nutriments directement dans les cellules végétales.
En identifiant les signaux moléculaires émis à travers le sol par des champignons amicales, la protéine permet une plante à "dérouler le tapis rouge" pour la colonisation de la cellule par les champignons, et tous les avantages de survie de cette relation mutuellement bénéfique apporte- les champignons se nourrit minéraux tel que le phosphate dans des cellules végétales en retour pour l'extraction du sucre.
Cette «symbiose» entre les plantes et certains champignons microbienne est répandue dans le règne végétal, et pensé pour remontent aux premières transitions de la vie de l'usine de l'eau à la terre il ya environ 450 millions d'années, que les plantes ont dû développer des moyens de survivre sur des terres par l'acquisition de nutriments du sol de nombreux millénaires avant ils ont évolué racines.
Les scientifiques pensent que cette relation ancienne avec des champignons était probablement essentiel à la survie des plantes terrestres début, et par conséquent l'évolution de "toute la vie plus élevé sur la terre."
Bien que des recherches antérieures ont montré que les plantes peuvent clairement faire la différence entre les champignons bénéfiques et ceux qui offrent rien ou causent la maladie, comment ils font la distinction avait prouvé mystérieuse. Maintenant, dernière recherche a décrypté le code génétique de la protéine végétale qui permet au "dialogue inter-royaume» entre les plantes et les champignons - permettant aux plantes de laisser le droit champignons dans.
De façon surprenante, la protéine est une enzyme connue pour la science en tant que récepteur pour Karrikin, une hormone végétale créé lorsque la végétation est brûlé. Karrikin - de karrik, le mot autochtone pour le feu - déclenche la germination des semences de certaines espèces de plantes connues comme des «chasseurs de feu»: les plantes qui sont les premières à germer une fois les feux de forêt ont dévasté leurs concurrents.
Alors que seuls les quelques espèces suivantes-le-feu comme l'eucalyptus et certains membres de la famille de tabac utilisent la protéine (appelée D14L) pour "tune en signaux de fumée," la dernière étude montre que cette même protéine est utilisé par la grande majorité de la vie végétale sur Terre pour vous brancher sur les champignons - percevoir les signaux moléculaires à partir de champignons amicales, et permettre une relation qui a contribué à soutenir la vie végétale sur des centaines de terrains de millions d'années avant l'évolution de racines et les graines.
"Cette protéine a déjà été vu pour détecter les hormones de fumée dans quelques espèces végétales feu Poursuivre, mais maintenant nous avons montré qu'il est la même protéine qui est au cœur de l'interaction quotidienne des plantes avec des champignons bénéfiques. Cette primaire, le rôle ancestral de forgeage une symbiose avec des champignons est exploitée par plus de 80% de toutes les espèces végétales de la planète ", a déclaré le Dr Uta Paszkowski, du Département de phytologie, auteur principal de l'étude publiée aujourd'hui dans la revue Science de l'Université de Cambridge.
"Ces symbioses fongiques assistés plantes à faire la transition à la terre. Nous commençons à débloquer un processus qui nous ramène aux premiers stades de la vie des plantes sur la terre il ya environ 450 millions d'années, l'une des étapes de l'évolution clés de la vie sur la planète Terre ", dit-elle.
Pour cette nouvelle étude, les scientifiques ont découvert la première "mutant" plant de riz qui n'a pas de sensibilité à tous les champignons amicales. L'équipe a été en mesure de travailler sur le gène manquant, et isolé la protéine D14L comme l'élément essentiel pour la détection de ces champignons dans les plantes.
"Les champignons et les plantes sécrètent toutes sortes de molécules, comme un dialogue à travers le sol, et ce que nous avons capturé est le côté« audience »dans les plantes suppression de la protéine rend la plante insensible au champignon -. En d'autres termes, la plante a devenu sourd », a déclaré M. Paszkowski
Lorsque coloniser une plante, le champignon fleurs bénéfiques dans les cellules de plantes individuelles, de plus en plus minces vrilles appelés hyphes qui se prolongent dans le sol environnant et de la pompe minéraux et les nutriments directement dans le cœur des cellules végétales. Les plantes colonisées par des champignons respectueux obtenir entre 70 et 100% de leur phosphate directement à partir de ces hyphes, par exemple. En retour, le champignon obtient ses sucres de la plante.
Plantes surveiller leur environnement pour la présence d'autres envahisseurs bactériennes ou fongiques utilisant normalement "récepteurs-kinases». "Nous et d'autres avions supposé la protéine plantes mécanisme utilisent pour identifier les champignons bénéfiques seraient liés à ceux", a déclaré M. Paszkowski.
Elle la décrit comme une "vraie surprise" de trouver la protéine D14L, une protéine 'hydrolase' qui fonctionne profondément à l'intérieur de la cellule, nécessaire pour la communication avec les champignons amicales.
Comme la protéine D14L est également impliqué dans les plantes des réponses de développement à la lumière des discussions Paszkowski d'un "feeling" que - avec cette protéine ancienne répondre à la lumière, l'atmosphère (par la détection de fumée) et de l'environnement du sol (grâce à la symbiose fongique) - il pourrait ont été un carrefour de développement vital de saut évolutif de plantes sur les océans.
"Light; l'atmosphère, le sol:. Tous les aspects fondamentalement différents en faisant que le changement de l'eau à la terre, et toutes les adaptations qui pourraient être influencés par ce une protéine La protéine D14L peuvent nous ramener aux premiers jours de la vie sur terre», elle m'a dit.