大自然错综复杂的舞蹈常常以肉眼看不见的神秘方式展开。这种神秘探戈的核心在于一种重要的伙伴关系:植物和一种被称为丛枝菌根 (AM) 真菌的真菌之间的共生关系。
发表在《科学》杂志上的新研究深入探讨了这一合作关系,揭示了加深我们对植物与 AM真菌相互作用的理解的关键见解,并可能促进可持续农业的进步。
AM 真菌生活在植物根细胞内,与植物宿主形成独特的联盟。这种关系不仅仅是简单的共存;它涉及真菌生存所必需的复杂且关键的营养物质交换,并且对植物非常有益。
博伊斯汤普森研究所 (BTI) 的研究人员发现了两种蛋白质 CKL1 和 CKL2 的作用,这两种蛋白质仅在含有 AM 真菌的根细胞中活跃。这两种蛋白质属于一个更大的蛋白质家族,称为 CKL,其在植物中的功能尚未完全了解。
“CKL 家族最接近的亲属是称为 CDK 的蛋白质,它控制植物细胞周期并位于细胞核中。令人惊讶的是,CKL1 和 CKL2 蛋白质已经进化出与 CDK 不同的作用——它们不控制植物细胞周期。 BTI 博士后研究员、该研究的第一作者谢尔盖·伊万诺夫 (Sergey Ivanov) 博士说:“它们与根细胞的膜相连,包括真菌周围的膜。”
科学家发现这些 CKL 蛋白对于植物根部真菌的生存至关重要。它们在控制脂质(脂肪)从植物到真菌的流动方面发挥着关键作用,这是真菌营养所必需的过程。如果没有这些蛋白质,管理这种脂质转移的关键基因就不会被激活,从而使真菌挨饿。