密歇根州立大学的一项新研究发表在eLife杂志上,该研究提供的证据表明,在5亿年前,藻类可能背负着真菌离开水并在土地上殖民。
“真菌遍布全球。他们与大多数陆地植物建立了共生关系。这就是我们认为它们对于陆地生命进化至关重要的一个原因。但直到现在,我们还没有看到真菌内化活藻的证据,”研究报告的共同作者,Christoph Benning和Gregory Bonito的实验室成员杜志艳说。研究人员从老谱系中分别选择了土壤真菌和海藻的菌株,分别为Mortierella elongata和Nannochloropsis oceanica。当一起生长时,两种生物都形成了强烈的关系。
“显微镜图像显示藻类细胞聚集在真菌细胞周围并附着在真菌细胞上,”杜说。 “藻壁略微破碎,其纤维状延伸物似乎抓住了真菌的表面。”令人惊讶的是,当它们一起生长很长时间 – 大约一个月 – 一些藻类细胞进入真菌细胞。在这种关系中,两种生物都保持活跃和健康。这是科学家第一次看到真菌内化真核生物,光合生物。他们称之为光合菌丝体。
“这是一个双赢的局面。两个生物都可以从一起获得额外的好处,”杜说。 “他们交换养分,从藻类到真菌的碳净流量,以及另一个方向的净氮流量。有趣的是,真菌需要与活藻细胞进行物理接触以获取营养。藻类细胞不需要物理接触或生活的真菌,从相互作用中受益。真菌细胞,死或活,释放周围的营养。““更好的是,当营养素稀缺时,藻类和真菌细胞一起生长,通过相互喂食抵御饥饿。它们比单独生长时更好,”杜解释说。也许这种增加的耐力解释了藻类如何在跋涉到陆地中幸存下来。
“在本质上,类似的共生事件可能正在发生,比我们意识到的更多,”杜说。 “我们现在有一个系统来研究光合生物如何在非光合生物体内生存,以及这种共生关系如何发展和发挥作用。”这两种生物都是生物技术相关的菌株,因为它们产生大量的油。 Du正在测试它们作为生产高价值化合物的平台,例如生物燃料或Omega 3脂肪酸。
“因为这两种生物更有弹性,它们可能更好地承受生物生产的压力,”杜说。 “我们还可以降低收获藻类的成本,这是生物燃料成本仍然过高的一个重要原因。”
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