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树木与真菌建立了共生关系可以共同抵抗干旱

对树木和真菌之间的共生关系的新分析表明,该对植物如何抵抗干旱。这些结论使科学家们更好地了解了在干旱情况下如何利用相互联系为生物能源开发更多的植物原料。通过调查如何根据天气情况创建常见真菌的特定适应方案,政府和当地卫生组织可以设计防故障措施来管理极端环境中的农作物。

这是由国际农学研究所(INRA)和瑞士联邦森林,雪地与景观研究所(WSL)牵头的国际财团进行的研究目标,该财团对根生共生植物Cenococcum geophilum(a森林生态系统中发现的常见真菌)以及在干旱条件下如何改变其表达。科学家特别选择了这种共生真菌,因为它既丰富又有抵抗力。真菌在极端条件下仍然可以生长。特别是,即使其他菌根种类减少,真菌的根也似乎对干燥具有高度抵抗力。

真菌的基因组测序揭示了有趣的发现。研究小组发现,三个诱导程度最高的Cenococcum基因中有两个编码水通道(水通道蛋白)。这意味着该真菌特别表现出对环境变化的越来越大的水通道。这类似于在人类中发现的相同基因表达,其中转录(从DNA到RNA)根据外部因素持续翻译(从RNA到蛋白质)。因此,真菌基因组通过编码基因集以更好地与其宿主植物交流而适应干旱。这包括用于共生的小分泌效应子的表达。

这比大多数人意识到的更为重要。

几个世纪以来,适应能力的不足已拒绝了Cenococcum与独立生存有关的大多数基因。例如,这种真菌没有分解植物细胞壁的基因,这是任何自由生活的腐生真菌所必需的。Cenococcum需要植物寄主才能生存。类似地,树木已发展出需要某种菌根生活方式的基因组适应性。

通过这项研究,科学家可以将土壤菌根群落的组成与与天气有关的森林生产力联系起来。广泛的研究可以进一步鉴定和分离适应干旱的Cenococcum,它可以用来帮助遭受预测干旱时期威胁的寄主树。

了解菌根共生

基础生物学告诉我们,自然是适应性的。我们周围的一切都为生存而挣扎,常常找到最有效的方法。对于经常需要相互竞争以获取重要营养素的树木,情况也是如此。在最强者获胜的游戏中,有必要制定最佳策略。

为了轻松做到这一点,树木与各种真菌形成了共生关系。真菌比树木更有效地从根部吸收矿物质,然后将其传递给寄主植物。反过来,树将其交换为简单的糖。

这种关系不仅是为了生存。与真菌建立共生关系的树木更健康,生长更快并且更不易患病。真菌同样改善了土壤的质量,使土壤更有能力储存水分和养分。

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