该研究描述了一种介导植物与真菌共生关系的新机制。这为未来通过种植更具适应性、需水量、土地面积和化肥用量更少的作物来提高农业生产力开辟了道路。
植物与菌根真菌之间存在着复杂的共生关系。这些真菌在植物根系周围形成菌鞘，为植物提供多种益处。这种共生关系能够提高植物对水分和养分（尤其是磷）的吸收，作为回报，植物为真菌提供碳源，供其生长和利用。菌根真菌在植物根系周围延伸很远，从而使植物能够利用更多的土壤养分。几乎80%的陆生植物物种的根系都与菌根真菌共生。这种关系是植物与微生物之间最普遍、最密切的相互作用，其潜在机制仍在探索之中。
7月8日发表于《自然·植物》杂志的一项研究中，研究人员利用基因组测序、数量遗传学、高性能计算和实验生物学，寻找能够促成植物与真菌共生关系的遗传触发因素。他们选择了拟南芥，这种植物天然不与外生菌根真菌双色拟南芥（L. bicolor）相互作用。研究人员鉴定出一个最有可能控制该植物与土壤中真菌共生关系的特定基因。随后，他们对该植物进行了基因改造，使其表达一种名为G型凝集素受体样激酶PtLecRLK1的蛋白质。之后，他们将真菌接种到该植物上。
G型凝集素受体样激酶PtLecRLK1蛋白被认为介导了杨树-双色白粉菌（Populus-L. bicolor）以及转基因拟南芥-双色白粉菌（Arabidopsis-L. bicolor）之间的共生互作，因为真菌包裹植物根尖并形成真菌鞘，表明共生关系的形成。通过对单个基因的改造，非宿主拟南芥被转化为该共生菌的宿主。
本研究描述了植物-真菌共生关系建立过程中的一个重要分子步骤。通过寻找遗传触发因素来更好地理解这种关系，有助于利用这种共生关系使植物能够在干旱等不利条件下生长，或提高营养和氮的吸收，以及应对病原体等。这项研究为构建有益的植物-菌根关系开辟了途径。它可以帮助我们种植需水量更少、耕地面积更小、化肥用量更少、抗病虫害能力更强、单位面积产量更高的作物。
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来源（S）
Labbé, J 等. 2019. 凝集素受体样激酶介导植物-菌根相互作用. 自然植物. 5 (7): 676. http://dx.doi.org/10.1038/s41477-019-0469-x
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