Глобальное изменение климата превратило засуху в серьёзную угрозу для мирового сельского хозяйства. У обычной яблони нехватка влаги вызывает системный сбой. Нарушается водный баланс, падает способность к фотосинтезу, а внутри клеток начинают лавинообразно накапливаться активные формы кислорода. Эти агрессивные молекулы вызывают тяжелое окислительное повреждение, разрушают клеточные структуры и в итоге приводят к потере урожая и измельчанию плодов. Но почву садов можно обогатить подземными защитниками.
Традиционно фермеры делают ставку на подбор устойчивых подвоев, ведь именно архитектура корней и их физиология определяют, выживет ли всё дерево в условиях засухи. Однако классическая селекция многолетних деревьев — процесс крайне медленный и сложный из-за запутанной генетики яблони.
Чтобы не ждать десятилетиями появления новых сортов, ученые обратились к инновационным биологическим методам. Оказалось, что повысить живучесть яблоневых подвоев можно с помощью невидимого, но мощного союзника — эрикоидного микоризного гриба RM2. Этот гриб вступает в тесный симбиоз с корнями, запуская глубокую гормональную перестройку растения и включая систему антиоксидантной защиты, которая нейтрализует окислительный стресс еще до того, как он разрушит клетки.
Микромир ризосферы превращается в важный инструмент садовода. Долгое время основными помощниками считались арбускулярные микоризные грибы (АМГ). Они мастерски встраиваются в корни, помогая яблоням выкачивать воду и питательные вещества из сухой земли, настраивая работу водных каналов-аквапоринов на клеточном уровне. Однако у АМГ есть серьезный изъян: их невозможно массово производить в лабораториях отдельно от растений, что делает создание стандартизированных препаратов для больших садов крайне сложной задачей. К тому же, при экстремальной засухе их эффективность падает — союзник просто «сдается» под натиском жары.
В поисках более стойких партнеров ученые обратили внимание на эктомикоризные и эрикоидные грибы, которые выработали феноменальные механизмы выживания в пустынных условиях. Например, некоторые из них создают вокруг корней уникальные гидрофобные чехлы, работающие как изолирующая броня против высыхания. Такие грибные инокулянты действуют как архитекторы: они заставляют яблоню полностью перестроить корневую систему, увеличивая количество боковых корней и расширяя площадь всасывания. Это позволяет дереву не только выживать, но и сохранять продуктивность.
Эрикоидные микоризные грибы — это специализированные грибы, образующие симбиоз с растениями семейства вересковые (Ericaceae), включая чернику, бруснику и вереск. Они развиваются внутри клеток корней, помогая растениям усваивать азот и фосфор из бедных, кислых почв тундры и болот, выделяя активные ферменты.
Традиционно считалось, что яблони дружат только с определенным типом грибов — арбускулярными микоризами. Однако китайские ученые решили пойти на эксперимент и проверить, сможет ли эркоидный гриб Pezicula ericae (штамм RM2), первоначально выделенный из корневых волосков рододендрона, прижиться на корнях сеянцев яблони.
Во-первых, нужно было выяснить, примет ли яблоня этого «чужака» и позволит ли ему колонизировать свои корни. Во-вторых, ученые хотели замерить, насколько эффективно этот союз подавляет окислительный стресс и помогает клеткам удерживать воду в условиях жесткой засухи. Наконец, третья цель — заглянуть в самый центр управления растением и понять, как гриб влияет на генетическую программу яблони, меняя её гормональный фон.
Оказалось, что симбиоз закладывает фундамент для создания стратегии выживания многолетних садов в эпоху глобального потепления.
Под влиянием гриба RM2 корни яблони в условиях засухи превратились в плотную и разветвленную сеть, пока контрольные растения страдали от жажды. Этот «косметический» ремонт сопровождался глубокой внутренней перестройкой: гриб привел сеянцы в состояние окислительной боеготовности. Вместо того чтобы просто накапливать опасные радикалы, растение начало использовать перекись водорода как умную сигнальную молекулу, запуская мощную систему осмотической защиты с помощью пролина — природного «антифриза», удерживающего влагу в клетках.
Генетический анализ прояснил механизм. Эндофитный гриб буквально перепрограммировал гормональный софт яблони. Он заблокировал гены, уничтожающие ауксин — главный гормон роста, и одновременно активировал транспортные белки. В результате клеточные стенки стали более гибкими, что позволило корням продолжать расти даже сквозь сухую и твердую почву.
Главный вывод исследования разрушает старые догмы: эрикоидные микоризные грибы, которые раньше считались «узкоспециализированными» жителями определенных растений, способны преодолевать межвидовые барьеры. Они становятся отличными биостимуляторами для яблоневых садов, помогая деревьям выживать за счет сложной комбинации химических сигналов и гормонального тюнинга.
На фото: рост и колонизация сеянцев Malus robusta эрикоидным грибом (ERM) в условиях засухи. (A) Морфологические характеристики сеянцев, подверженных засухе, без и с инокуляцией ERMF (−ERMF или +ERMF). Масштабная линейка = 1 см. (B) Световая микрофотография, показывающая гифы гриба ERM, колонизирующие корковые клетки корней (стрелки). (C) Увеличенное изображение, показывающее отдельные спиралевидные внутриклеточные скопления гиф ERMF RM2 внутри корковых клеток корней (стрелки). Масштабные линейки = 100 мкм на рисунках (B,C). Через 30 дней после инокуляции внутриклеточные структуры, подобные ERM, наблюдались лишь изредка, в то время как гифы в коре корня обнаруживались постоянно.
Источник: Horticulturae 2026, doi.org/10.3390/horticulturae12030354