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植物控制微生物的遗传学，它们生活在共生中

时间：2022-06-07 15:25:05 来源：

渥太华大学的研究人员发现，植物可能能够控制其亲密的根系融合的遗传 - 它们生活在共生中的生物 - 从而更好地了解他们的增长。

除了对所有陆地生态系统产生重大影响外，他们的发现可能导致改善环保农业应用。

我们谈到了研究领导尼古拉斯科拉迪，渥太华大学的微生物基因组学系副教授，并在科拉迪实验室的博士后作家Kokkoris博士后，在Corradi实验室，了解更多关于他们最近发表的研究日记目前的生物学。

你能告诉我们更多关于你的发现吗？

Nicolas Corradi：“我们发现植物与其微生物共生之间的迷人遗传调节，称为丛枝菌根真菌（AMF）。

AMF是植物牧场的共生，在植物根系中生长，并帮助他们的主持人更好地增长并更耐受环境压力源。

AMF遗传学长期以来一直是神秘的;虽然典型的细胞携带一个细胞核，但AMF的细胞携带数千个可以是基因上的核心。这些细胞核如何互相沟通以及植物是否可以控制相对丰富，这是一个完全的谜。

每个孢子都含有数百个核。使用共聚焦显微镜生成图像。孢子内的明亮斑点代表用荧光染料标记的核。图像是沿Z轴编码的颜色，用于深度识别，白色和红色颜色更靠近观察者，而蓝色是最远的。每个图像是大约300 z堆叠（0.35um间隔）的结果。

我们的工作为这种独特的遗传条件提供了见解：

1-我们证明宿主植物Symbiont影响其真菌共生携带的数千种共存核的相对丰度。

2-我们发现有证据表明，不同遗传背景的共存细胞核协作，而不是彼此竞争，因此可能最大限度地提高真菌及其植物合作伙伴的增长益处。“

你是怎么来到这些结论的？

Vasilis Kokkoris：“我们实施了一种新的分子方法，伴随着先进的显微镜和数学建模。每一个amf孢子都携带数百个核（见图）。

通过分析单个孢子，我们能够量化成千上万的核的遗传，并在不同的真菌菌株和植物物种中定义它们的相对丰富。

为了确保我们准确地分析单一核，我们使用先进的显微镜来可视化并计算孢子中的核。

最后，我们使用数学建模来证明观察到我们所识别的核基因型的丰富是运气的产物，而是它们之间的驱动合作的结果。

为了更好地理解调节AMF核的内容，我们将不同的AMF菌株与不同的宿主一起生长，发现植物具有控制真菌核的相对丰度。“

您的发现影响是什么？

Nicolas Corradi：“多年来，AMF被认为是遗传特性，远离模型生物。在植物AMF实验中通常观察到不一致。例如，生长与不同植物的相同真菌菌株可导致巨大不同的植物产量。很长一段时间，植物生长的这种差异被归咎于AMF神秘的遗传学。

我们的研究提供了一种答案，因为我们证明这些真菌的遗传及其对植物生长的影响，可以由植物操纵，从而解释了观察到植物生长变异性的原因。

从环境的角度来看，这种新知识可以更好地了解植物如何影响其共生伙伴的遗传，从而影响整个陆地生态系统。

从经济的角度来看，它开辟了改善可持续农业应用的门。“

参考：“东道主身份影响丛枝菌根真菌中的核动力学”由Vasilis Kokkoris，Pierre-Luc Chagnon，GökalpYildirir，Kelsey Clarke，Dane Goh，Allyson M. Maclane，Jerym Dettman，Franck Stefani和Nicolas Correfi，2月4日，目前的生物学。 DOI：
10.1016 / J.CUB.2021.01.035

该研究由Corradi Lab领导，渥太华大学，并在渥太华大学和农业和农业加拿大（AAFC）进行。Corradi实验室的两名成员，乌塔瓦博士学生GökalpYildirr和最近的毕业生Kelsey Clarke也有助于这项研究。

另一位共同作者包括蒙特利尔大学生物科学系助理教授Pierre-Luc Chagnon博士，渥太华大学生物科学系助理教授和她的MSC学生丹Le GOH，以及Jeremy Dettman博士和来自农业和农业加拿大的Franck Stefani博士（渥太华研发中心）。

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