“激动人心的生物学”揭示了植物对真菌捐赠者的高脂肪饮食

生物学中最持久的关系之一，在4亿多年前帮助植物殖民土地，已经产生了一个对农业和生物技术产生影响的基本生存秘密。植物科学家发现，一种特殊形式的真菌侵入植物根部，然后帮助殖民植物从土壤中吸收养分，从长链脂肪酸形式的共生寄主中获取维持生命的碳，必需脂质。

以前，科学家们认为真菌只能以碳水化合物的形式从宿主身上接收碳，真菌用来制造自己的脂肪酸，然后是生存所必需的更复杂的脂质。

现在很清楚，来自寄主植物的碳的主要来源是脂肪酸，并且这些脂肪酸在真菌产生更复杂的脂质之前是必需的，所述脂质是储存能量，信号传导和细胞膜所需的。

由科学杂志出版的最新作品来自位于诺威奇研究园的约翰英思中心和Rothamsted Research的联合科学家团队。这个科学领域目前非常具有竞争力，中国，德国和美国的研究团队都在追逐类似的突破。

John Innes中心的细胞和发育生物学项目负责人，研究团队的联合负责人Giles Oldroyd教授说：“人们一直认为该植物将糖分输送到共生真菌中。我们的研究表明，此外植物为真菌提供脂质。我们希望通过更好地了解这些植物/真菌共生物，我们可以改善它们在农业中的使用，从而提高农业系统的可持续性。“

这项研究的核心共生关系，也是自然界中最广泛的联系之一，是绝大多数植物之间，至少80%的植物和丛枝菌根真菌之间，它们在植物中产生特殊的饲养结构。根叫做arbuscules。

产生菌丝以增加根表面积的真菌可以为植物提供高达80%的营养来自土壤，而植物可以通过光合作用向真菌提供高达30%的碳。

Rothamsted植物科学系高级生物化学家，研究小组的联合负责人Peter Eastmond教授说：“这是令人兴奋的生物学。我们发现这种真菌有效地重新编程植物以抽出脂质，”

“对可持续农业具有重要意义，特别是在营养贫乏的土壤中，你需要充分利用资源，”Eastmond教授说。“还有生物技术，创造绿色通道，在植物中生产脂质，生物燃料和工业用前体化学品，作为化石燃料的替代品。”

Rothamsted于2011年开始研究这种关系的新陈代谢，因为JIC的突破性遗传研究是第一个鉴定和分离维持共生所必需的两个基因，RAM(丛枝菌根化需要)1和RAM2。

“我们努力理解为什么这些基因如此重要，直到我们提出共生在植物中产生一种脂质工厂的假设，”伊斯特蒙德教授说。“这违背了文献所说的......我们提议推翻教科书中的内容。”

该团队提出了三个强大而巧妙的实验，这些实验围绕着不可分割的联盟，以区分一个或两个共生伙伴是否产生脂质。每个实验独立地支持该假设。

“继续这一发现还有很多工作要做，”伊斯特蒙德教授说。“它将对理解这种共生关系的新陈代谢产生持久影响，并引领研究人员走向许多新方向。”

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