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      共生是松露多樣性的驅(qū)動(dòng)力
      
			
      
				2018-12-27 12:02:14
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      雖然看到意大利面上的黑色或白色松露被視為餐飲鋪張的一種標(biāo)志，但它們?cè)谕寥郎鷳B(tài)系統(tǒng)服務(wù)中發(fā)揮著重要作用。松露是駐留在寄主植物根部的外生菌根(ECM)真菌共生體的子實(shí)體。在許多子囊菌和擔(dān)子菌亞門系中，松露形成物種幾乎在每個(gè)主要群體中獨(dú)立進(jìn)化。這表明共生驅(qū)動(dòng)松露多樣性的進(jìn)化并選擇特定的性狀。
      

      共生是松露多樣性的驅(qū)動(dòng)力
      

      弗朗西斯·馬丁及其同事在法國(guó)國(guó)家農(nóng)業(yè)研究所(INRA)，Genoscope和都靈大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)，包括美國(guó)能源部(DOE)聯(lián)合基因組研究所(JGI)，美國(guó)能源部辦公室的研究人員科學(xué)用戶設(shè)施，尋求洞察松露形成物種的ECM生活方式。據(jù)Nature Ecology&Evolution報(bào)道，該團(tuán)隊(duì)對(duì)八種Pezizomycete真菌進(jìn)行了對(duì)比分析，其中包括四種被稱為美味佳肴的物種。
      

      ECM共生研究的十年
      

      連接ECM真菌及其宿主植物根源的地下網(wǎng)絡(luò)塑造了這些生態(tài)系統(tǒng)，影響了植物的健康和對(duì)干旱或疾病等壓力因素的耐受性，以及全球碳循環(huán)。研究表明，外生菌根真菌可以通過(guò)限制氮來(lái)減緩?fù)寥捞佳h(huán)。真菌從土壤中吸收礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)，并將它們交換為植物通過(guò)光合作用產(chǎn)生的糖。
      

      通過(guò)JGI的社區(qū)科學(xué)計(jì)劃，JGI de novo對(duì)兩種松露形成真菌的基因組進(jìn)行了測(cè)序：豬松露(Choiromyces venosus)和沙漠松露(Terfezia boudieri)以及另外兩種不形成松露的Pezizomycetes：Ascobolus immersus和羊肚菌。這四個(gè)基因組以及皮埃蒙特白松露(Tuber magnatum)的基因組都是通過(guò)JGI的管道注釋的。勃艮第松露(基因組普通小麥)通過(guò)Genoscope測(cè)序。
      

      這項(xiàng)工作建立在早期真菌共生研究的基礎(chǔ)上，該研究涉及第一個(gè)ECM真菌基因組(Laccaria bicolor，十年前由JGI測(cè)序)，以及Genoscope測(cè)序的第一個(gè)松露基因組(T. melanosporum)，這是該分析的一部分。“我們從Laccaria bicolor和Tuber melanosporum基因組中了解到，ECM共生是由植物細(xì)胞壁降解(CAZymes)中涉及的大量基因喪失和通信蛋白的重新創(chuàng)新而演變而來(lái)的，例如菌根誘導(dǎo)的小分泌蛋白控制研究資深作者和長(zhǎng)期JGI合作者馬丁說(shuō)，寄主植物免疫力。在2015年與JGI的研究中然后，馬丁和他的同事們發(fā)現(xiàn)，ECM物種是從以腐爛的有機(jī)物為食的腐生菌進(jìn)化而來(lái)的，這些進(jìn)化模式存在于許多擔(dān)子菌群中。
      

      “在這里，”馬丁補(bǔ)充說(shuō)，“我們發(fā)現(xiàn)木質(zhì)纖維素/植物細(xì)胞壁降解(CAZymes)中基因的丟失和共生相關(guān)孤兒基因的更高進(jìn)化速率已經(jīng)塑造了最古老的松茸之一的基因組織。外生菌根真菌的基底進(jìn)化枝。這意味著類似的進(jìn)化機(jī)制獨(dú)立地驅(qū)動(dòng)了子囊菌和擔(dān)子菌的共生。我們還發(fā)現(xiàn)，在白色(T. magnatum)和黑色(T. melanosporum)松露的外生菌根和子實(shí)體中表達(dá)的發(fā)育和代謝途徑出乎意料地非常相似，因?yàn)樗鼈冊(cè)?億年前分歧。
      

      嗅到下一步
      

      檢測(cè)和傳播這些地下美食取決于受過(guò)訓(xùn)練的動(dòng)物嗅到松露的獨(dú)特氣味。馬丁和他的團(tuán)隊(duì)建議，產(chǎn)生這些氣味的揮發(fā)性有機(jī)化合物也可能被微生物群落變成松露。
      

      “除了真菌相互作用與他們的植物宿主通過(guò)的次級(jí)代謝產(chǎn)物基因簇中的各塊菌基因組編碼這些小分子提供真菌和環(huán)境之間的通信的另一信道臨界的小的分泌蛋白質(zhì)，”加入伊戈?duì)柛窭锔昀镆?，所述JGI真菌方案頭。他總結(jié)道：“因此，測(cè)序的基因組為探索多維真菌植物相互作用打開(kāi)了大門。”
      
			

			
        
      
			
      
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