真菌如何改善細菌的基因組成
土壤細菌使用廣泛分枝的線狀結構的真菌來移動并獲取新的食物來源。在“ 科學報告 ”雜志上發(fā)表的一項新研究中,UFZ研究人員已經(jīng)證明這些所謂的真菌菌絲也是細菌之間基因轉(zhuǎn)移的熱點。通過這種方式,真菌可以確保土壤中的細菌多樣性 - 這也有利于污染物的降解。
對于細菌而言,土壤是困難的地形,干燥的區(qū)域和空氣空間呈現(xiàn)出難以逾越的障礙。為了到處走走,他們需要一個液膜在哪里游泳。他們并不需要太多:真菌菌絲周圍的粘液層是他們需要能夠四處移動的 - 他們利用它。真菌網(wǎng)絡(菌絲體)還為細菌提供了良好的基礎設施:可能有數(shù)百米的真菌菌絲纏繞在一克土壤中。“在菌絲周圍的細液膜中,細菌可以更快的速度和方向移動,覆蓋的距離比沒有菌絲的土壤水更遠,”該研究的第一作者,UFZ環(huán)境部博士研究員Tom Berthold說。微生物學。“對于細菌來說,真菌菌絲就像一條高速公路,可以??讓它們快速,直接地進入食物來源。”
因為“真菌公路”上經(jīng)常有很多交通,所以細菌可能會彼此緊密接觸,在此過程中交換遺傳物質(zhì)。“它類似于在火車上傳播冷菌,”環(huán)境微生物學家Lukas Y. Wick博士解釋說。“但與感冒不同,新基因通常是土壤細菌的資產(chǎn)。它們使它們能夠更好地適應不同的環(huán)境條件。” 取決于他們通過水平基因轉(zhuǎn)移獲得的基因,他們可能能夠適應新的環(huán)境條件或獲取以前無法利用的食物來源。例如,這可能包括油和汽油中含有的甲苯或苯污染物,對于具有正確基因組成的細菌,這些污染物不僅無害,而且實際上是非常美味的食物。因此,就土壤污染物的降解而言,將這種能力傳遞給其他細菌群可能是非常有利的。
在他們的研究中,UFZ科學家還能夠證明真菌公路上的細菌之間的基因轉(zhuǎn)移比沒有真菌菌絲的潮濕環(huán)境中發(fā)生的基因轉(zhuǎn)移要大得多。使用計算菌絲上細菌之間基因轉(zhuǎn)移頻率的計算機模型,研究人員得出了同樣的結果。威克繼續(xù)說:“我們的研究表明,真菌菌絲不僅為土壤細菌提供了良好的基礎設施,而且還是細菌水平基因轉(zhuǎn)移的潛在熱點。這種以前未知的真菌 - 細菌相互作用方面是了解復雜相互作用的重要一步。在土壤棲息微生物之間。“
因此,真菌可能在高度復雜的土壤棲息地中發(fā)揮著非常重要的作用:土壤細菌的傳播,它們的遺傳適應和多樣性,最終也是它們的進化。“就在幾年前,我們?nèi)匀煌耆珱]有意識到這一點,”威克說。“在地球的歷史進程中,有可能是細菌多樣性 隨著菌絲形成真菌的發(fā)展,大量增加。“就污染物的分解而言,UFZ研究人員推測,含有大量真菌的土壤可能比真菌很少的土壤更好。這是因為真菌高速公路能夠?qū)崿F(xiàn)污染物降解細菌可以更快地到達食物,并且在基因轉(zhuǎn)移的幫助下,它們甚至可以在途中升級。
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