真菌有時是農(nóng)民最好的朋友,而有時卻又是人們最壞的敵人,。一些真菌,,例如植物銹菌和白粉菌,能夠使莊稼整片凋亡,。而有的真菌,例如生活在黑麥草葉細(xì)胞中的稻香柱菌,,卻能夠?qū)χ参锏纳L和繁殖帶來幫助,。研究人員如今發(fā)現(xiàn),自由基能夠在“朋友”和“敵人”間造成差別,。這一發(fā)現(xiàn)有望幫助農(nóng)業(yè)學(xué)家研制出改變真菌特性的方法,。
隨著黑麥草葉片的生長,稻香柱菌會發(fā)射出像根須一樣的菌絲,,這些菌絲能夠與葉片逐漸擴(kuò)大的細(xì)胞結(jié)構(gòu)平行生長,。當(dāng)葉片停止生長時,菌絲的生長也隨之停止,,從這一刻起,,這兩種生物便“舒適地”生長在一起。正是由于真菌的存在,,這些植物能夠獲得更多的養(yǎng)分,,并且能夠長出更多的根系,、結(jié)下更多的種子,同時在干旱的環(huán)境中能夠更好地生存,。
為了搞清稻香柱菌和黑麥草為什么能夠成為這樣的“知己”,,新西蘭北帕默斯頓市梅西大學(xué)的植物生態(tài)學(xué)家Barry Scott與同事培育了220種變異的稻香柱菌。研究人員發(fā)現(xiàn),,其中一種真菌能夠破壞其與宿主之間的和諧關(guān)系,。這種變異真菌的菌絲能夠不受抑制地生長,從而阻礙了黑麥草的發(fā)育,,并最終導(dǎo)致其死亡,。
Scott和他的同事在4月份出版的《植物細(xì)胞》雜志上報告了這一研究結(jié)果。他們發(fā)現(xiàn),,真菌中產(chǎn)生變異的基因能夠編碼一種酶,,后者有助于將氧轉(zhuǎn)化為自由基。通常情況下,,黑麥草能夠刺激真菌產(chǎn)生這些自由基,,而這些活性分子又能夠以某種方式抑制真菌的生長。但是產(chǎn)生變異的真菌卻不能生成自由基,,從而極大地削弱了植物與真菌保持和諧生長的能力,。對于發(fā)現(xiàn)自由基具有調(diào)節(jié)物的作用,Scott感到非常驚訝,,這是由于它們通常被認(rèn)為是一種細(xì)胞殺手——對植物和真菌都能夠造成損害,。
美國萊克星頓市肯塔基大學(xué)的植物生理學(xué)家Christopher Schardl表示:“這一研究結(jié)果意味著,與僅僅擔(dān)當(dāng)一種細(xì)胞毒素相比,,自由基或許在調(diào)節(jié)作用中扮演著一個更為復(fù)雜和微妙的角色。”哥倫布市俄亥俄州立大學(xué)的植物生態(tài)學(xué)家David Barker強(qiáng)調(diào)指出,,或許有多種基因與植物同寄生真菌保持的“友好關(guān)系”有關(guān),并且這些發(fā)現(xiàn)為科學(xué)家研究基因在植物—真菌的聯(lián)系中扮演的角色提供了重要線索,。