包圍在植物根部的菌根真菌需要來自植物的分子信號才能夠生長,。
如果沒有生活在植物根部的能夠提供營養(yǎng)的土壤真菌的幫助,,可能就沒有我們這個枝葉茂盛的世界。但是這些真菌是如何選擇在植物根部寄生的卻一直是個未解之謎,。如今科學(xué)家終于找到了在植物與真菌之間扮演重要角色的分子,,并且為今后的研究奠定了基礎(chǔ)。
多數(shù)陸生植物依靠有利的真菌從土壤中吸收氮和磷等重要營養(yǎng)物質(zhì),。這些所謂的micorrhizal真菌在植物的根部周圍形成了一個纖維網(wǎng)絡(luò),,在這里,作為對植物提供“服務(wù)”的一種回報,,真菌也得到了它們需要的碳水化合物,。如果加上一小撮植物的根系,科學(xué)家們就能夠在實驗室中培養(yǎng)真菌,,研究人員于是推測,,植物必定能夠合成一種化合物,從而促進真菌的生長,。
為了“從干草堆中找出這根針”,,由日本大阪大學(xué)的生物化學(xué)家Kohki Akiyama領(lǐng)導(dǎo)的研究小組開始對一種蓮屬植物的根系提取物進行研究。就像“線索”游戲中的玩家一樣,,研究人員首先縮小“嫌疑犯”的名單,。他們用化學(xué)方法對提取物進行了過濾,之后測試這些提取物是否依然能夠使真菌“發(fā)芽”,,從而相繼排除了那些不相干的分子種類,。最終,研究小組發(fā)現(xiàn)了一種單一分子,,即strigolactone,。
有趣的是,科學(xué)家最初將這種化合物確定為一種野草生長的催化劑,。研究小組在6月9日的《自然》雜志網(wǎng)絡(luò)版上報告了他們的研究成果,,Akiyama表示,這種聯(lián)系是令人“完全意想不到的”,。他推測,,在植物進化的過程中,寄生的野草在共生的真菌和它們的宿主之間進行了一場“私人對話”,,從而找到了從植物根系中獲得營養(yǎng)物質(zhì)的最佳位置,。
美國紐約州伊薩卡康奈爾大學(xué)的植物病理學(xué)家Maria Harrison認(rèn)為,“這是一項令人非常興奮的發(fā)現(xiàn)”,。她指出,,這項研究為尋找在植物與真菌之間扮演重要角色的其他分子“鋪平了道路”,使得科學(xué)家能夠設(shè)計出沒有野草“攙和”的植物真菌新關(guān)系,。