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      從植物到叢枝菌根真菌的脂質(zhì)轉(zhuǎn)移
      
			
      
				2018-12-25 08:44:24
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      教科書告訴我們，在叢枝菌根共生中，寄主植物僅與糖類一起提供其真菌共生體，以換取無機(jī)營養(yǎng)。Ludwig-Maximilians-Universitaet(LMU)研究人員的新發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在表明脂質(zhì)也在菜單上。超過80%的陸地植物生活在所謂的叢枝菌根共生體中，真菌可以在它們的根系中定殖。真菌從土壤中吸收無機(jī)養(yǎng)分 - 主要是磷酸鹽和氮 - 并將它們傳遞給植物。根據(jù)流行的觀點(diǎn)，主持人為這項(xiàng)服務(wù)提供富含能量的有機(jī)化合物 - 特別是碳水化合物 - 為其捐助者提供服務(wù)。LMU生物學(xué)家Caroline Gutjahr的研究小組與PeterDörmann(波恩大學(xué))，Wolfgang Eisenreich(慕尼黑技術(shù)大學(xué))及其LMU同事Martin Parniske領(lǐng)導(dǎo)的研究小組合作，現(xiàn)已證明該植物的貢獻(xiàn)不僅僅是糖。關(guān)系：它還為其真菌伴侶提供必需的脂質(zhì)。新發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)在著名的在線期刊eLife中。
      

      從植物到叢枝菌根真菌的脂質(zhì)轉(zhuǎn)移
      

      脂質(zhì)，即脂肪酸及其衍生物，對于生物膜的形成是必不可少的，也可用作儲能化合物。因此，它們對所有生物的存活至關(guān)重要。“然而，最近的研究表明，叢枝菌根共生體中至少有一些真菌伴侶缺乏參與脂質(zhì)生物合成主要途徑的酶的基因，因此無法產(chǎn)生某些必需脂肪酸，”Gutjahr解釋說。“在我們的研究中，我們使用模式植物蓮藕的兩個(gè)突變菌株來研究宿主植物是否積極彌補(bǔ)這種缺陷。” L.japonicus是豆科(Leguminosae)的成員，豆科植物是三葉草，豌豆，豆類和扁豆也屬于的植物科。由Gutjahr分離的每個(gè)突變體 該團(tuán)隊(duì)在一種基因中存在缺陷，該基因在脂肪酸和磷脂生物合成的合成中起重要作用。引人注目的是，與野生型對應(yīng)物相比，這些菌株具有顯著更低量的菌根真菌定殖。特別是，通常在宿主根細(xì)胞內(nèi)發(fā)現(xiàn)的高度分枝的樹狀真菌結(jié)構(gòu)，稱為叢枝菌(arbuscules) - 這是營養(yǎng)物交換所必需的 - 仍然不發(fā)達(dá)。
      

      對野生型和突變體宿主感染根中存在的脂肪酸和脂類范圍的比較分析表明，突變體日本血吸蟲菌株的定殖根中缺失某些真菌特異性脂肪酸或其水平顯著降低。 。“這表明，在缺乏脂質(zhì)生物合成的植物中定殖的真菌共生體缺乏必需的脂質(zhì)，”Gutjahr小組的博士生和新研究的第一作者Andreas Keymer說。使用穩(wěn)定碳同位素13C的后續(xù)標(biāo)記實(shí)驗(yàn)證明，野生型日本血吸蟲宿主確實(shí)直接為真菌提供所需的脂質(zhì)。換句話說，這些不是由宿主遞送的糖的碳骨架中的真菌合成的。
      

      研究人員認(rèn)為，這種真菌利用植物中的脂質(zhì)，主要是為了從土壤中吸收礦物質(zhì)所使用的根部以外的廣泛和高度分枝的菌絲網(wǎng)絡(luò)的快速生長。孢子形成也需要大量的這些化合物，這可能是因?yàn)殒咦有枰獌Υ娲罅恐|(zhì)以支持新的發(fā)芽和真菌細(xì)絲(菌絲)的生長，這些細(xì)菌首先需要在它們再次獲得植物脂質(zhì)之前到達(dá)新根。Gutjahr和她的團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在將專注于闡明植物合成的脂質(zhì)是如何運(yùn)輸?shù)焦采w的。“此外，確定真菌可用的糖和脂質(zhì)的比例也很重要，”她說。由于脂質(zhì)合成比碳水化合物生產(chǎn)更昂貴，該參數(shù)與工廠在共生維護(hù)中投入的總能量有關(guān)。更好地理解角色因此，這種共生中的脂質(zhì)生物合成可以幫助選擇可以最佳利用它們與其真菌伴侶的關(guān)系的宿主植物，這可以有益于可持續(xù)農(nóng)業(yè)。
      
			

			
        
      
			
      
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