Mnoho hub poškozuje nebo dokonce zabíjí rostliny. Existují však také houby přátelské k rostlinám: Většina suchozemských rostlin žije v těsném společenství s houbami arbuskulární mykorhizy (AM houby), které stimulují jejich růst. Výzkumníci ze skupiny "Molecular Phytopathology" z Karlsruhe Institute of Technology (KIT) studují vývoj této symbiózy. Vědci nyní identifikovali gen, který je specificky aktivován AM houbami a ovlivňuje vývoj kořene rostliny: Transkripční faktor GRAS MIG1 stimuluje růst více a větších buněk kořenové kůry. Uvádí to výzkumníci v Current Biology.
Většina suchozemských rostlin žije v symbióze s AM houbami. Obě strany profitují: AM houby pomáhají rostlinám extrahovat živiny, jako je dusík, fosfát a vodu, ze země, chrání je před škůdci a stimulují růst rostlin tím, že ovlivňují vývoj kořenů. Na oplátku rostliny dodávají AM houbám sacharidy produkované fotosyntézou. Symbióza zlepšuje růst a zdraví rostlin i za nepříznivých podmínek půdy s vyčerpanými živinami a stresu. Řízené pěstování rostlin v symbióze s houbami arbuskulární mykorhiza může pomoci snížit množství potřebných hnojiv a pesticidů, a přispět tak k udržitelnému zemědělství.
Jak se ale rostlina spřátelí s houbami? Touto otázkou se zabývají vědci ze skupiny "Molecular Phytopathology", kterou vede profesorka Natalia Requena z botanického institutu KIT. Jejich základní výzkum se zaměřuje na molekulární procesy spojené se symbiózou. Pro stimulaci růstu rostlin vývojem kořenů vědci identifikovali rostlinný gen, který je aktivován specificky AM houbami - transkripční faktor GRAS MIG1. Určuje velikost buněk kořenové kůry. Pomocí Medicago truncatula, druhu šnečího jetele, vědci KIT studovali roli MIG1. O svých zjištěních referují v časopise Current Biology.
„Rozvoj symbiózy s houbami arbuskulární mykorhizy vyžaduje, aby se rostliny přizpůsobily mimořádným a kontrolovaným způsobem,“vysvětluje profesorka Natalia Requena. "Rostlina aktivuje své genetické programy pro takovou symbiózu ještě před prvním fyzickým kontaktem s houbou, jakmile přijme signální látku emitovanou houbou." Rozvoj symbiózy pak řídí především rostlina. Usazování AM hub na kořenech rostlin je omezeno na epidermální tkáň a kůru. Hyfy (buněčná vlákna) houby pronikají hluboko do kůry a tvoří široce rozvětvené útvary, tzv. arbuskuly. Rostlina tvoří specificky syntetizovanou periarbuskulární membránu (PAM), která uzavírá arbuskuly.
Proteiny specifické pro rostliny z rodiny proteinů GRAS přebírají hlavní funkce při regulaci kolonizace kořenů a tvorbě arbuskulí. Působí jako transkripční faktory, které řídí, tedy zapínají nebo vypínají aktivitu jiných genů. Protein RAM1 například umožňuje větvení arbuskulí, RAD1 je udržuje a NSP1, NSP2 a DIP1 řídí obecný proces kolonizace. Vědci pracující ve skupině profesorky Natalie Requena identifikovali transkripční faktor MIG1 (Mycorrhiza Induced GRAS 1). Nejsilněji je exprimován v buňkách obsahujících arbuskuly. MIG1 významně modifikuje vývoj kořenové kůry tím, že stimuluje růst více a větších buněk kořenové kůry. Celkový průměr kořenů se značně zvětšuje. Naopak, downregulace MIG1 vede k deformovaným arbuskulám.
