Новосибирск
Novosibirsk
Новосибирск
Novosibirsk
Новосибирск
Novosibirsk
Ризосфера (почва, окружающая корни растения) – это экологическая ниша, внутри которой полезные микроорганизмы и патогены конкурируют друг с другом за органические углеродные соединения и возможность колонизации корней. Для взаимодействия с микробиотой корни выделяют в ризосферу ризодепозиты, к которым относят пограничные клетки, продукты гибели клеток корня и секретируемые живыми клетками жидкости (корневые экссудаты). Пограничные клетки, получившие свое название ввиду их локализации в почве рядом с корнем (на границе корня и почвы), представляют собой конечный этап дифференцировки клеток корневого чехлика. Слущивание пограничных клеток с поверхности корневого чехлика может происходить как одиночными клетками, так и рядами клеток. Пограничные клетки постоянно поставляются в почву на протяжении всей жизни растения, а тип и интенсивность слущивания пограничных клеток определяются как видом растений, так и почвенными условиями. В настоящее время появились данные о факторах, контролирующих тип слущивания, а также исследования этого процесса и его регуляции у разных видов растений. Пограничные клетки специализированы для взаимодействия с внешней средой, в частности, они служат живым барьером между корнем и почвенной микробиотой. После отделения от кончика корня в пограничных клетках снижается уровень первичного метаболизма и повышается число транскриптов генов вторичного метаболизма, усиливаются синтез компонентов и выделение слизи, содержащей вторичные метаболиты, внеклеточную ДНК, протеогликаны и другие вещества. Слизь, в которую пограничные клетки оказываются погруженными, служит как для привлечения микроорганизмов, способствующих росту растения, так и для защиты корня от патогенов. В настоящем обзоре описаны взаимодействия пограничных клеток с различными видами микроорганизмов и продемонстрирована их важность для роста растений и их устойчивости к болезням. Эти аспекты могут быть использованы в генной инженерии и селекции для усиления полезных функций пограничных клеток, что, в свою очередь, откроет новые горизонты для повышения урожайности и устойчивости сельскохозяйственных культур.
A rhizosphere (a narrow area of soil around plant roots) is an ecological niche, within which beneficial microorganisms and pathogens compete with each other for organic carbon compounds and for the opportunity to colonize roots. The roots secrete rhizodeposits into the rhizosphere, which include border cells, products of root cell death and liquids secreted by living cells (root exudates). Border cells, which have their name due to their location in the soil next to the root (at the border of the root and soil), represent terminal differentiation of columella and adjacent lateral root cap cells. Border cells can detach from the root cap surface both as single cells and as cell layers. Border cells are constantly supplied to the soil throughout plant life, and the type and intensity of border cells’ sloughing depend on both plant species and soil conditions. Currently, data on the factors that control the type of border cells’ release and its regulation have been described in different plant species. Border cells are specialized for interaction with the environment, in particular, they are a living barrier between soil microbiota and roots. After separation of border cells from the root tip, transcription of primary metabolism genes decreases, whereas transcription of secondary metabolism genes as well as the synthesis and secretion of mucilage containing these metabolites along with extracellular DNA, proteoglycans and other substances increase. The mucilage that the border cells are embedded in serves both to attract microorganisms promoting plant growth and to protect plants from pathogens. In this review, we describe interactions of border cells with various types of microorganisms and demonstrate their importance for plant growth and disease resistance.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.