我校園藝學(xué)科板栗科研創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)近日在New Phytologist發(fā)表了題為“Arbuscular mycorrhizal conserved genes are recruited for ectomycorrhizal symbiosis(外生菌根共生招募叢枝菌根保守基因)”的學(xué)術(shù)論文。3月28日,世界著名基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域?qū)W術(shù)雜志——美國科學(xué)院院刊PNAS雜志編輯部邀請(qǐng)了論文作者、我校特聘教授Ton Bisseling院士和李虎臣教授,對(duì)該成果進(jìn)行了在線深入訪談。領(lǐng)域內(nèi)知名專家、圣路易斯Donald Danforth植物科學(xué)中心的Armando Bravo首席研究員等肯定了該成果的研究價(jià)值。PNAS雜志以“Plants may wield the same genes to mediate fungal symbioses, whether inside or outside their cells(植物利用相同的基因與真菌建立胞內(nèi)和胞外共生體)”為題進(jìn)行了報(bào)道。這是我校科研成果首次得到PNAS的關(guān)注和報(bào)道。

Ton Bisseling與李虎臣在接受訪談
植物和土壤真菌建立的互惠互利的菌根共生體促進(jìn)植物吸收水分和礦質(zhì)營養(yǎng),在幫助植物適應(yīng)干旱貧瘠的生境中發(fā)揮了重要的作用。叢枝菌根(AM)中真菌在植物細(xì)胞內(nèi)建立共生關(guān)系,作為古老的共生體其形成機(jī)制被繼承應(yīng)用于其它內(nèi)共生形式。板栗等木本植物進(jìn)化出一種新的共生形式——外生菌根(ECM)。在ECM中真菌僅在植物細(xì)胞間建立共生關(guān)系。板栗科研創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)的成果揭示了AM共生機(jī)制也被應(yīng)用于ECM共生。李虎臣提出“超過20%的AM基因在ECM中誘導(dǎo)表達(dá),盡管它們中的大多數(shù)功能仍未解析,但其中的一個(gè)基因RAM2已被證明在兩種共生體中發(fā)揮作用”。Ton Bisseling提出“在兩條途徑中發(fā)現(xiàn)相同的作用基因?qū)ρ芯咳藛T來說是一個(gè)‘重大優(yōu)勢’。由于這些保守基因在兩條途徑中可能具有相同的功能,因此它們?yōu)樘剿鱁CM共生的工作機(jī)制提供了良好的起點(diǎn)”。Armando Bravo研究員對(duì)板栗科研創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)采取的初步研究行動(dòng)表示贊賞。他指出:“作者們正在探索用于細(xì)胞外菌根共生的基因是否是從細(xì)胞內(nèi)的菌根共生中演化而來的。從進(jìn)化的角度來看,適應(yīng)已經(jīng)存在的機(jī)制比創(chuàng)造新的機(jī)制更有意義。這一發(fā)現(xiàn)支持了這樣一個(gè)觀點(diǎn):即一種被認(rèn)為起源于古代植物的分子機(jī)制,隨著時(shí)間的推移,已經(jīng)進(jìn)化為能夠與多種微生物進(jìn)行有益互動(dòng)的機(jī)制。”訪談中,Ton Bisseling還對(duì)ECM的共生進(jìn)化歷程進(jìn)行了剖析預(yù)測,李虎臣對(duì)未來的科研方向也提出了自己的觀點(diǎn)。

Ton Bisseling、李虎臣與團(tuán)隊(duì)成員積極討論
板栗科研創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)的研究依托北京農(nóng)學(xué)院現(xiàn)代園藝學(xué)全國高校“黃大年式教師團(tuán)隊(duì)”,得到了國家自然科學(xué)基金、北京市教委-市自然基金委聯(lián)合項(xiàng)目的支持。