«Фитазы — это ферменты, которые гидролизуют фитат и высвобождают фосфаты. Растения содержат эндогенные фитазы в семенах, но их активность в других растительных тканях очень низка.
В отличие от многих высших эукариот, микроорганизмы (бактерии и грибы) могут поглощать фосфор из фитата, потому что они производят разнообразие фитаз с очень разными механизмами действия и специфичностью », — делится Лия Валеева.Вместе со своим коллегой Нямсурен Чулуунцэцэг и под руководством профессора Маргариты Шариповой из отделения микробиологии и профессора Евгения Шакирова из UT Остина они провели уникальный биоинженерный эксперимент: ген фитазы Pantoea agglomerans (грамотрицательный и известный как условно-патогенный микроорганизм) был пересажен на сорняк Arabidopsis thaliana, чтобы повысить способность растения расщеплять высокостабильные и нерастворимые соединения фосфора.Последовательность Pantoea sp. Ген paPhyC был оптимизирован по кодонам для экспрессии в A. thaliana.
Все растения дикого типа (WT) и трансгенные растения выращивали в контролируемых условиях окружающей среды (16 часов светового периода / 8 часов темноты) при 22 ° C и влажности 60%. Перед посадкой почву стерилизовали автоклавированием и все растения поливали каждые 2-3 дня дистиллированной водой.Трансгенные растения экспрессируют фитазу как на уровне транскрипции, так и на уровне трансляции и могут служить моделью для лучшего понимания эффектов экспрессии бактериальной фитазы в тканях растений на метаболизм, рост и развитие растений. В то время как некоторые микробные фитазы можно использовать для создания растений, способных расти на обедненной фосфатом среде, другие можно использовать для создания растений с низким содержанием фитата, которые лучше подходят для кормления животных и с меньшей вероятностью будут способствовать увеличению загрязнения окружающей среды.
Полученные результаты показывают, что бактериальные ферменты в растениях могут быть эффективным способом потенциально повысить урожайность сельскохозяйственных культур в условиях дефицита неорганического фосфора в почве.