向真菌喂養(yǎng)脂肪叢枝菌根中脂質轉移的證據
幾乎所有生物都與大量不同的微生物共生。叢枝菌根(AM)共生是植物與一組稱為Glomeromycota的真菌之間的相互作用。大多數陸地植物,包括幾種作物物種,都能夠與這些真菌相互作用,這些真菌長期以來一直對植物生長和營養(yǎng)產生積極影響。真菌生活在植物根部,在那里它們將卷須(稱為菌絲)伸長到周圍的土壤中,就像根系的延伸一樣,以便更好地獲取和轉移營養(yǎng)物到植物中。作為回報,植物提供在光合作用期間制成的真菌食物。
以前的研究表明,AM真菌晚餐至少由高能糖組成,但今天在New Phytologist發(fā)表,Boyce Thompson研究所的Maria Harrison博士的研究人員和波恩大學的PeterDörmann博士都有產生了第一個實驗證據表明AM真菌也從宿主植物中獲得脂肪(脂質)。
“直到最近,人們才認為這種真菌從植物中獲取糖,并且可以自己制造其他必需的營養(yǎng)素,”哈里森解釋說。“然而,這不是完整的故事。”
脂質的轉移可能同樣重要。生活在植物根部內,真菌將進入根細胞并形成一種稱為叢枝的樹狀結構,使共生成為同名。當形成叢枝時,必須產生新的植物和真菌膜,如生長樹的延伸分枝上的樹皮。為此,兩種生物都會增加脂質的產生,脂質是細胞膜的重要組成部分。果然,含有真菌叢枝的植物根細胞增加了參與產生這種脂質的基因的表達3000倍。
更進一步,Bravo等。表明,在模型豆科植物Medicago truncatula中單獨改變其中兩個基因FatM和RAM2不僅會破壞真菌形成健康叢枝的能力,還會降低真菌生長所必需的脂質的植物產量,稱為16:0β-單酰甘油(MAG)。該結果表明FatM和RAM2可能在16:0βMAG的生物合成中發(fā)揮特定作用,并進一步突出了這種特定脂質對AM共生的重要性。
使這種食物交換更加重要的是AM真菌本身不能合成16:0βMAG,這表明真菌依賴于它們的宿主植物作為這種分子的來源。植物為真菌提供這種必需脂質的令人興奮的發(fā)現有助于解釋真菌的神秘專性性質,這意味著它完全依賴于其宿主的生存和繁殖。
“如果沒有從植物中獲得的基本脂質,AM真菌就不能產生它所需的復合脂質,”第一作者Armando Bravo說。
該研究的下一步是研究植物如何調節(jié)16:0βMAG的產生,以及真菌的更多脂肪是否意味著更多的營養(yǎng)轉移到植物中。在農業(yè)土地正在消耗必需營養(yǎng)素的世界中,AM共生可能是更健康的植物和更高的作物產量的關鍵。
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