Фото: із відкритих джерел
Дослідники Технічного університету Мюнхена візуалізували в тривимірному форматі природну структуру взаємодії коренів рослин і мікоризних грибів у ґрунті. Метод на основі комп’ютерної томографії дає змогу бачити тонкі гіфи й спори без руйнування підземного «плетива».
Про це повідомляє сайт Аграрії разом з посиланням на сайт Agrarheute.
Мережу взаємодії коренів культурних рослин і мікоризних грибів у ґрунті вперше вдалося побачити у тривимірному вигляді без порушення її природної структури. Як повідомляють у матеріалі про дослідження, команда Технічного університету Мюнхена (TUM) використала метод, що базується на комп’ютерній томографії (CT), аби відтворити 3D-модель підземного комплексу «корені–гриб» у тому вигляді, в якому він існує в ґрунті.
Мікориза (грибокорінь) є симбіозом: рослини постачають грибам вуглеводи, утворені під час фотосинтезу, а грибні структури, зі свого боку, розширюють для рослини «радіус пошуку» води та поживних речовин у ґрунті. У матеріалі наголошується, що така взаємодія є важливою для значної частини культур, однак її було складно досліджувати саме через недоступність підземної структури для спостереження без втручання.
Як отримали 3D-зображення підземної мережі
Ключова відмінність підходу — збереження природного розташування коренів і грибних структур. Для цього рослини вирощували в спеціальному «кошику», який дозволяє виймати зразок разом із ґрунтом, не пошкоджуючи кореневе сплетіння. Далі зразок сканували, а з великої кількості високороздільних знімків реконструювали тривимірну модель.
У 3D-моделі, за описом, стають видимими корені рослин, грибні гіфи та спори у їхньому природному оточенні. Дослідники підкреслюють, що попередні методи візуалізації часто вимагали очищення коренів від ґрунту, через що втрачалися тонкі структури та просторові зв’язки між рослиною і грибом.
«З нашою новорозробленою методикою ми відкрили “чорну скриньку” рослинних досліджень», — зазначив професор Мутез Ахмед (Mutez Ahmed), професор Root-Soil Interaction у TUM.
Що це дає для вивчення посухостійкості
У матеріалі йдеться, що детальніше розуміння того, як саме мікориза «під’єднана» до кореня і як організовані мережі в ґрунті, може допомогти точніше оцінювати, які типи мікоризних структур ефективніше забезпечують рослини водою та елементами живлення. Це, своєю чергою, розглядають як основу для подальших підходів у селекції та дослідженнях кліматостійкості культур.
«Що краще ми розуміємо мікоризу та зв’язки з коренем рослини, то краще можемо використовувати цю симбіозу», — сказав Генрі Браунміллер (Henri Braunmiller), перший автор публікації «Opening the black box: in situ imaging of arbuscular mycorrhizal fungal structures in soil using synchrotron-based micro-CT».
Для агровиробників практичний сенс таких робіт — у перспективі точнішого підбору рішень, що підтримують роботу кореневої системи та її взаємодію з ґрунтовою біотою, особливо в умовах дефіциту вологи. Водночас у джерелі йдеться саме про дослідницький інструмент: метод відкриває можливість спостерігати підземні процеси без руйнування структури, а не про готову технологію для поля.