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三个基因如何调控植物共生

数十亿年来,地球上的生命一直局限于水生环境,海洋,海洋,河流和湖泊中。然后在4.5亿年前,第一批植物殖民了土地,并在此过程中与土壤中的微生物建立了多种类型的有益关系。

这些关系称为共生酶,可使植物获得更多的养分。其中最亲密的是细胞内共生酶,可导致微生物在植物细胞内适应。

由英国约翰·英因斯中心和法国图卢兹大学/法国CNRS的科学家领导的在《自然植物》杂志上发表的研究描述了所有这些共生酶的共同遗传基础的发现。

假设通过植物与一组称为菌根真菌的真菌形成的共生类型,可以使植物在土地上定植。即使到了今天,我们在陆地上发现的植物中仍有80%可以形成这种菌根共生。植物还进化出了与多种其他微生物进行细胞内共生的能力。

在过去的二十年中,对由豆类(例如豌豆和豆类)与土壤细菌形成的菌根共生和另一种共生类型的研究,已经使人们能够鉴定出十几种植物基因,这些植物基因是有益微生物的识别及其在植物内部的适应性。植物细胞。相比之下,其他类型的细胞内共生酶的研究很少。

为了解决这个问题,研究小组比较了近400种植物的基因组,以了解那些能形成细胞内共生酶的独特之处。出乎意料的是,他们发现三个基因仅由形成细胞内共生的植物共享,并在无法形成这种有益关系的植物中丢失。

“我们的研究表明,植物与不同共生伙伴形成的多种类型的细胞内共生是建立在保守的遗传程序之上的。” 研究的主要作者,约翰·英尼斯中心的BBSRC发现研究员Guru Radhakrishnan博士说。

该研究由英国的Radhakrishnan博士和法国的Pierre-Marc Delaux博士领导,是由比尔和梅琳达·盖茨基金会赞助的非洲工程氮共生(ENSA)项目的一部分。

ENSA是一项国际合作,旨在将自然产生的共生体转移到谷物作物上,以限制化学肥料的使用并提高撒哈拉以南非洲小农(这些肥料难以获得)的产量。

Radhakrishnan博士说:“通过证明不同的植物共生体具有共同的遗传基础,我们的雄心勃勃的目标变得更加现实。”

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