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        葉分子作為菌根關聯(lián)的標記
        
			
        
				2019-03-26 10:03:15
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        在自然界中，大多數(shù)植物與根真菌(所謂的菌根)建立了相互關系。菌根真菌促進植物的養(yǎng)分吸收，并幫助它們在極端條件下茁壯成長。德國耶拿馬克斯普朗克化學生態(tài)研究所的研究人員發(fā)現(xiàn)，某些葉子代謝產物可用作菌根關聯(lián)的標記。葉面標記的發(fā)現(xiàn)為科學家們提供了一種易于操作的工具，可以篩選出大量的植物，用于菌根關聯(lián)而不必破壞它們。這種新工具有助于為可持續(xù)農業(yè)培育更有效和耐壓的作物品種。
        

        葉分子作為菌根關聯(lián)的標記
        

        植物與所謂的叢枝菌根真菌之間的關系被認為是陸生植物進化的最重要因素之一。超過70%的高等植物與這些真菌建立了聯(lián)系，據信這些真菌已超過4億年。共生關聯(lián)使植物能夠更好地吸收磷酸鹽等營養(yǎng)物質。此外，共生使植物更能耐受生物和非生物脅迫，如昆蟲襲擊，病原體和干旱。
        

        對于植物育種者來說，菌根真菌非常重要，因為全球磷酸鹽資源有限。然而，直到現(xiàn)在才能通過挖掘植物根來分析真菌結合。這不僅耗時;它也摧毀了植物。
        

        馬克斯普朗克化學生態(tài)研究所的科學家們及其合作伙伴現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，當叢枝菌根真菌成功定植于植物根部時，葉子中會積聚物質。一段時間以來，已知這些物質，即所謂的blumenol C衍生物，僅在用共生真菌定殖后才在根中產生。但是，到目前為止，所有尋找可靠且特定的葉標記的嘗試都失敗了。
        

        對于他們的研究，研究人員用高度敏感的技術分析了葉子物質，并將它們與來自未能建立真菌聯(lián)系的植物的葉子化合物進行了比較。“通過有針對性和高靈敏度的質譜分析，我們能夠在植物的地上部分找到菌根特異性的變化，”Jena Max Planck研究所的Ming Wang描述了意外的發(fā)現(xiàn)。進一步的實驗證實觀察到的變化與根殖民化菌根真菌有關。“豆甾醇最有可能在根部產生，然后運輸?shù)街参锏钠渌糠郑?rdquo;MartinSchäfer解釋說。
        

        大多數(shù)生態(tài)相互作用是高度物種特異性的然而，科學家們能夠在其他植物物種的葉組織中顯示出藍霉素積累，包括重要的作物品種和蔬菜。在遙遠植物家族的枝條中無處不在的標記可能是由于菌根真菌和植物的長期共同歷史，這表明這些標記在叢枝菌根真菌定植的植物中起重要作用。
        

        無論這些物質的功能如何，該方法都提供了一種強大且易于應用的工具，有可能從根本上改變菌根研究和植物育種的未來。分子生態(tài)學系主任Ian Baldwin總結了新的可能性：“我們對叢枝菌根真菌定殖的診斷標記對于研究菌根協(xié)會非常有用，不僅對于依賴于高通量篩選的育種計劃，而且對于從植物到植物通過真菌網絡傳遞的信息的基本問題的基礎研究也是非常有用的。“磷酸鹽是一個主要成分化肥因此對農業(yè)和糧食生產不可或缺。然而，磷酸鹽礦床有限，往往位于沖突地區(qū)。專家們已經在談論磷酸鹽短缺，因此肥料可能導致全球糧食危機。篩選方法可以幫助培育更能與菌根真菌協(xié)商良好關系的植物，從而更有效地獲得磷酸鹽。
        

        在進一步的步驟中，研究人員希望闡明由真菌定植引起的blumenol積累的作用，并找出blumenols是否也可以作為植物根和葉之間的信號分子。他們還計劃使用新方法研究關于相同物種的不同植物和不同物種的植物在關節(jié)真菌網絡上的交流的基本問題。
        
			

			
          
        
			
        
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