Перепрограммирование транскриптома, эпигенетические модификации и альтернативный сплайсинг координируют ответ корней томата на полезный гриб Trichoderma harzianum

Полезные взаимодействия с микроорганизмами ризосферы широко используются для биофертилизации растений и смягчения биотических и абиотических ограничений. Для получения новых данных о начале взаимодействия корней с полезными микроорганизмами мы охарактеризовали транскриптомы, экспрессируемые в корнях томата через 24, 48 и 72 ч после инокуляции полезным грибом Trichoderma harzianum T22, а также проанализировали механизмы эпигенетической и посттранскрипционной регуляции. Мы выявили 1243 транскрипта томата, дифференциально экспрессировавшихся в корнях, взаимодействовавших с Trichoderma, по сравнению с контрольными корнями, а также 83 транскрипта T. harzianum, дифференциально экспрессировавшихся в трех временных точках эксперимента. Взаимодействие с Trichoderma запускало транскрипционный ответ, главным образом связанный с распознаванием и трансдукцией сигналов, стрессовыми ответами, транскрипционной регуляцией и транспортом. В корнях томата салициловая кислота, а не жасмонат, по-видимому, играет ведущую роль в координации взаимодействия с этим полезным штаммом. Дифференциальная регуляция многочисленных генов транспортеров питательных веществ указывала на выраженное влияние на процессы питания растений; это влияние, наряду с возможными изменениями архитектуры корней, вызванными сигнализацией этилена и индол-3-уксусной кислоты через 72 ч после инокуляции, может способствовать хорошо описанной способности данного штамма стимулировать рост. Кроме того, индуцированные T. harzianum прайминг защитных реакций и устойчивость к стрессу могут опосредоваться индукцией активных форм кислорода, генов детоксикации и защитных генов. Более глубокий анализ экспрессии генов и ее регуляции впервые продемонстрировал возможное участие механизмов метилирования цитозина и альтернативного сплайсинга во взаимодействии растений с Trichoderma. Предложена модель, интегрирующая транскриптомные ответы растений в корнях — месте взаимодействия растений с полезными микроорганизмами ризосферы.