Изучение механизмов нитрат-опосредованной регуляции развития симбиотических клубеньков у гороха посевного (Pisum sativum L.) и люцерны слабоусеченной (Medicago truncatula Gaertn.) с использованием геномных технологий

Перспективным подходом современного устойчивого земледелия является использование растительно-микробных симбиотических систем, в том числе азотфиксирующего симбиоза бобовых растений с клубеньковыми бактериями. Развитие симбиотических клубеньков у бобовых находится под системным контролем со стороны растения. В системе авторегуляции клубенькообразования важную роль играют мобильные сигнальные молекулы - пептиды CLE и CEP. В системном контроле развития клубеньков также задействован нитрат. Конкретный механизм действия нитрата в регуляции клубенькообразования пока изучен недостаточно. В настоящей работе мы планируем, используя геномные технологии, идентифицировать регулируемые нитратом пептиды CLE и CEP у люцерны слабоусеченной Medicago truncatula и у гороха посевного Pisum sativum, а также описать молекулярные механизмы их действия при клубенькообразовании и развитии растения. Функции пептидов CLE и CEP будут детально изучены с помощью анализа транскриптомов растений с измененным уровнем экспрессии генов, кодирующих эти пептиды. Также будет исследовано влияние этих пептидов на процессы поглощения нитрата из среды и на накопление азота в тканях растений. Кроме того, с помощью анализа геномов разных линий гороха и люцерны будет проанализирован полиморфизм по генам, кодирующих пептиды CLE и CEP, а также генам, кодирующим рецепторные молекулы, связывающие эти пептиды. Затем планируется оценить связь аллельных состояний этих генов с сельскохозяйственно-значимыми признаками, такими как число образующихся симбиотических клубеньков и содержание азота в тканях растений.Полученные результаты расширят представления о механизмах системного контроля клубенькообразования у бобовых растений с участием пептидов CEP и CLE, а также о роли нитрата в регуляции развития симбиотических клубеньков, и будут способствовать формированию новых принципов земледелия, позволяющих оптимизировать количество вносимых азотных удобрений при культивировании различных сельскохозяйственно-значимых культур.