AZ 
Qara çəyirtkə kök bakteriyalarını azot fiksasiyasına yönəltmək üçün peptidlər yerləşdirir
Janos Krüger, Braunschweig Texniki Universiteti
Lisa Lock tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib
Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin
Robinia pseudoacacia çiçəyi. Kredit: Ввласенко/Wikimedia Commons, CC BY-SA
Bitkilərin böyüməsi üçün azota ehtiyacı var. Bir çox paxlalı bitkilər bu ehtiyacı simbiotik əlaqə vasitəsilə ödəyir: Onlar atmosfer azotunu fiksasiya edən və onu bitkiyə təqdim edən bakteriyaları saxlayırlar. İndiyə qədər çoxillik bitkinin bakteriya tərəfdaşlarını məhv etmədən bu simbiozu necə tənzimlədiyi əsasən aydın deyildi. TU Braunschweig-in rəhbərlik etdiyi beynəlxalq bir qrup indi əvvəllər məlum olmayan bir mexanizmi təsvir edib: Qara çəyirtkə (Robinia pseudoacacia), simbiotik bakteriyalarını azot fiksasiyası üçün xüsusi olaraq “yenidən proqramlaşdıran” yeni kəşf edilmiş kiçik zülal ailəsindən istifadə edir və onları canlı saxlayır. Tapıntılar Science Advances jurnalında dərc olunub .
Azot bitkilər üçün ən vacib qida maddələrindən biridir və buna görə də yüksək kənd təsərrüfatı məhsuldarlığı, eləcə də sağlam meşələr üçün vacibdir. Azot qazı (N₂) havanın təxminən 78%-ni təşkil etsə də, bitkilər onu birbaşa istifadə edə bilmirlər. Noxud, yonca və qara çəyirtkə kimi paxlalı bitkilər düyünlü bakteriyalara (rizobiya) əsaslanır: Kök düyünləri adlanan köklərdəki kiçik şişkinliklərdə bu bakteriyalar atmosfer azotunu bitkilərin istifadə edə biləcəyi ammoniuma çevirir. Bunun müqabilində bitki bakteriyaları enerji ilə təmin edir.
Braunşveyq Texniki Universitetinin Bitki Biologiyası İnstitutundan Dr. Robert Hənş izah edir ki, “Azot fiksasiyası ən vacib bioloji proseslərdən biridir. Bu, təbii ekosistemlər üçün əsasdır və eyni zamanda enerji tələb edən gübrələrə olan ehtiyacı azaldır”.
Bakteriyaları yönləndirən peptidlər
Bu düyünlərdə, Çinin Çunçin şəhərindəki Braunşveyq Texniki Universiteti və Cənub-Qərb Universitetinin tədqiqatçıları, xüsusilə prolin və qlisin amin turşuları ilə zəngin olan qeyri-adi qısa zülallar qrupu – sözdə peptidlər – kəşf etdilər. Komanda onları NPG peptidləri (“düyünə xas prolin-qlisinə zəngin peptidlər” sözünün qısaltması) adlandırır.
Bakteriyalar kökü kolonizasiya edib yoluxmuş hüceyrələrdə toplandıqdan sonra onlar yalnız düyünlərdə istehsal olunur. Komanda laboratoriyada Mesorhizobium robiniae bakteriyasını bu peptidlərdən birinə məruz qoyduqda, onun gen aktivliyi azot fiksasiyasına doğru əhəmiyyətli dərəcədə dəyişdi.
“Yeni kəşf edilmiş peptidlər haqqında xüsusilə diqqətəlayiq olan odur ki, onlar düyünlü bakteriyaları çoxalma qabiliyyətini itirəcək dərəcədə zədələmirlər. Bu, onları digər paxlalılar tərəfindən simbiozlarını idarə etmək üçün istifadə edilən əvvəllər məlum olan bütün peptidlərdən fərqləndirir”, – deyə Hänsch bildirir.NPG-lər azot fiksasiya edən düyün hüceyrələrində nöqtəli lokalizasiya göstərir. Kredit: Science Advances (2026). DOI: 10.1126/sciadv.aed2816
Daha yumşaq simbioz strategiyası
Bu, iki strategiya arasındakı diqqətəlayiq bir ziddiyyəti vurğulayır. Noxud kimi bir çox illik paxlalı bitkilər məcburiyyətdən asılıdır: Onların NCR peptidləri bakteriyaları “terminal differensiasiyaya” sürükləyir, bu müddət ərzində onlar şişir, mümkün qədər azotu özündə saxlayır, lakin bölünmə qabiliyyətini dönməz şəkildə itirirlər. Bu, həmçinin keyfiyyətə nəzarət forması kimi xidmət edir, çünki azot təmin edə bilməyən bakteriyalar böyük xərclərlə saxlanılan düyünləri istismar edə bilmirlər.
Lakin bu, birtərəfli strategiya olaraq qalır. Qara çəyirtkə əks yanaşma tətbiq edir: Onun NPG peptidləri rizobiyaları bu son mərhələyə məcbur etmədən azotu yerləşdirməyə və fiksasiya etməyə təşviq edir. Bakteriyalar canlı qalır və bölünməyə qadirdir, daimi birgəyaşayışçılara çevrilir. Bir çox böyümə mövsümündə sabit simbioz saxlamalı olan uzunömürlü bir ağac üçün bu yumşaq əməkdaşlıq forması ağlabatan bir üstünlükdür.
“İndiyə qədər bitkilərin simbiotik partnyorlarını əsasən yüksək dərəcədə zərər verən və ya son dərəcə fərqləndirən peptidlər vasitəsilə idarə etdiyi güman edilirdi. Nəticələrimiz indi alternativ bir yol ortaya qoyur”, – tədqiqatı hazırlayan müvafiq müəllif Dr. Kevin Oliphant əlavə edir. O, əvvəllər Braunşveyq Texniki Universitetində doktoranturadan sonrakı tədqiqatçı idi və hazırda Oksford Universitetində (Birləşmiş Krallıq) tədqiqat aparır.
Bundan əlavə, NPG peptidləri indiyə qədər yalnız qara çəyirtkə ağaclarında aşkar edilmişdir və tədqiq edilən digər paxlalılar arasında unikal görünür. Uzunmüddətli perspektivdə tədqiqatçılar ümid edirlər ki, bu cür tapıntılar daha dayanıqlı kənd təsərrüfatı üçün yeni yanaşmalar açacaq və enerji tələb edən sintetik gübrələrin istifadəsini azaltmağa kömək edəcək.
Nəşr detalları
Bin Hu və digərləri, Simbiotik peptidlər terminal differensiasiyası olmadan rizobial fiziologiyanı modulyasiya edir, Science Advances (2026). DOI: 10.1126/sciadv.aed2816
Jurnal məlumatları: Elmin irəliləyişləri
Əsas anlayışlar
Braunşveyq Texniki Universiteti tərəfindən təmin edilir
