Производство растительного масла недавно превысило примерно 87 млн. метрических тонн в год. Мировой уровень потребления растительных масел с прошлого десятилетия вырос почти на 50%. Чайный рапс занял второе место (13,6%) в мировом производстве масличных культур и третье место в мировом потреблении растительного масла.
Ежегодные посадочные площади составляют около 8 млн. га, что составляет четверть мирового производства. Повышение урожайности рапса является большой проблемой в современных сельскохозяйственных исследованиях .
Урожайность ограничена различными экологическими факторами, такими как интенсификация землепользования, тщательное орошение загрязненной металлами/пестицидами воды, дефицит воды, высокая температура, засуха, соленость и грибковые патогены.
Учитывая экологические аспекты, перспективным подходом к решению этой проблемы без ущерба для почвенной среды представляются эндофиты корней и микориза.
В последствии эндофиты помогают улучшить здоровье, рост, развитие и продуктивность растений. Для выживания эти эндофиты получают необходимые формы органического углерода от хозяина.
В свою очередь, они секретируют некоторые ферменты, которые помогают растворить некоторые сложные питательные вещества в почве до доступных форм для поглощения растениями. Так, грибок поддерживает повышенное поглощение воды и питательных веществ, защищает от различных биотических, абиотических стрессов и патогенов растений для лучшего роста растения-хозяина.
За последние два десятилетия было проведено обширное исследование гриба - индика. Он обеспечивает повышенную вегетативную устойчивость, устойчивость к стрессу, устойчивость к патогенам растений в широком диапазоне растений-хозяев - от моно до двустворчатых видов растений без специфики растений-хозяев.
Грибки растут внутри корневой коры растений-хозяев, не проникают в эндодермию и воздушную часть растений.
Было изучено взаимодействие между грибами и растениями, результатом которого стало значительное улучшение агрономических параметров, биомассы и содержания питательных элементов.
Значительно повысились также показатели качества масличных культур, такие как содержание масел и других кислот. Ранее, в последние несколько лет, ограниченное количество исследователей работали над симбиозом на молекулярном уровне, особенно на белковой части.
Было сосредоточено внимание на взаимодействиях между растениями и микробами, проанализировали протеомный профиль и исследовали сложную междоменную сеть при взаимодействии окружного микоризного гриба с растением.
Протеомы двух сортов пшеницы, взаимодействующих с грибами, показали модуляции белков, связанных с метаболизмом. В другом исследовании, протеомика листьев колонизированного ячменя в условиях стресса, вызванного соленостью и водой, показала, что гриб индика вызывает системный ответ, изменяя физиологические и метаболические возможности колонизированных растений, повышая их устойчивость к стрессам.
Целью данного исследования был анализ картины экспрессии белка при симбиотической ассоциации эндофитов грибковых корней и растения-хозяина. Данное исследование поддерживает идею о том, что протеомика может быть ближе к фенотипу и может включать новые идеи во взаимодействии между растениями и микробами, объясняя, как партнер приносит прямую/непосредственную пользу растению-хозяину.
Для исследования различий в экспрессии белка между грибами колонизированным и контрольным растениями были использованы бесклеточные количественные протеомики.
Теоретические результаты количественной протеомики указывают на то, что гриб индика значительно накапливает различные метаболические белки, потенциально вовлеченные в метаболические пути, что приводит к стимулированию роста и повышению урожайности сельскохозяйственных культур.
Также предложили модель механизма ранней симбиотической сигнализации рапсового растения, колонизированного на ранней симбиотической стадии. Теоретическая физиологическая и биохимическая протеомная сеть, проиллюстрированная в нашем исследовании, поддерживает сложный протеомный статус растительно-грибковых взаимодействий.
Данное исследование также дает полное представление о том, как грибок модулирует физиологию клеточного метаболизма на протеомном уровне, что в дальнейшем будет способствовать экологическому благополучию растений-хозяев.