真菌異養植物與菌根真菌的共生關系獲揭示

近日，中國科學院華南植物園植物分類與多樣性研究團隊在國家自然科學基金等項目的資助下，研究揭示了真菌異養植物與菌根真菌的共生關系。相關成果發表于《功能生態學》（Functional Ecology）。

植物與菌根真菌之間的互利共生（菌根）是植物-微生物共生互作的主要模式，它能夠促使植物積極響應并適應各種生物和非生物脅迫，從而進入新的生境乃至占領新的生態位，最終推動物種分化。真菌異養植物是植物-真菌互作驅動植物進化的經典案例，以其獨特的營養方式、與光合自養植物截然不同的進化方向備受關注。

真菌異養植物沒有葉綠素，依賴真菌而生存，二者之間互作關系從祖先的互利共生轉變為寄生，且在這種關系轉變過程中往往發生真菌合作者的轉變，同時伴隨著真菌特異化的發生。真菌合作者的轉變使得真菌異養植物能夠拓展新的生態位，進入不同于光合自養祖先的生境（通常是陰暗、潮濕的森林地表層）并生存，進而發生物種分化，這也是植物-真菌互作推動植物多樣性分化的具體體現。

論文第一作者、中國科學院華南植物園植物中心副研究員趙中濤表示，真菌異養植物通常比光合自養植物具有更高的真菌特異性，即其只與較少的真菌形成互作關系，且這些真菌往往具有較近的系統發育關系。然而，當前對真菌異養植物的起源與進化歷程知之甚少，其共生真菌轉變及特異化發生的生態機制仍困擾著眾多研究者。

為探究這一科學問題，研究人員利用真菌異養植物的模式植物類群-水玉簪屬進行了相關研究。他們對水玉簪屬各物種開展了廣泛采樣，通過高通量測序等手段，對水玉簪屬7個植物種、16個居群開展了伴生植物調查和微生物多樣性調查。

該研究結果顯示，真菌異養植物不依賴于特定的植物類群，而是能夠與絕大多數伴生植物形成互作關系以獲取真菌營養，且不同生境的共享真菌可能為其生境轉移提供了前提條件。研究進一步發現，導致真菌特異性形成的因素不僅是植物方營養方式的轉變，生境遷移也明顯促進了植物中真菌特異性的發生。

相關論文信息：https://doi.org/10.1111/1365-2435.14706