研究人员通过基因改造植物来更好地了解它们与真菌的关系

2021年07月24日 10:07 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

虽然人们可能认为最好让农作物不受真菌影响,但有些真菌实际上有助于植物生长。为了更好地观察这种关系,科学家们创造了一些植物,这些植物的根部在被有益真菌浸润后会变成红色。

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丛枝菌根真菌自然存在于土壤中,使它们进入植物的根部。然后它们形成被称为“丛枝”的树状结构,并向外扩散。这增加了根部的表面积,使它们能够吸收比其他方式更多的营养。

通常情况下,为了研究根部的菌根,必须将植物从地面上拔出并使其死亡。这意味着科学家们无法知道在植物被拔出后,植物和真菌会发生什么。

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为了寻求一种持续观察活体植物丛枝菌根真菌的方法,剑桥大学的科学家们对豆类和烟草植物进行了基因改造,当丛枝菌根真菌进入它们的根部时,它们会产生甜菜色素。甜菜色素是高度可见的,使甜菜的根部呈现出生动的红色。

通过将这些植物种植在一个薄薄的透明结构中,科学家们能够使用一个平板扫描仪对它们的根部进行成像。然后,研究人员可以聚焦于所得到的图像中的红色区域,很容易看到真菌在哪里以及何时进入单个根细胞并产生“丛枝”。

这项研究论文的资深作者Sam Brockington博士说:“这是一个令人兴奋的新工具,可以将这一过程以及其他重要的植物过程可视化。甜菜色素是一种独特的颜色,所以它们非常容易看到。它们还有一个优势,那就是作为天然的植物色素,所以它们很容易被植物所容忍。”

人们希望,通过研究这种植物并更好地了解植物/真菌的关系,有朝一日能够设计出更善于从土壤中提取养分的作物,从而减少对肥料的需求。

这篇论文本月发表在《PLOS生物学》杂志上。

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