研究人員通過基因改造植物來更好地了解它們與真菌的關係

雖然人們可能認為最好讓農作物不受真菌影響,但有些真菌實際上有助於植物生長。為了更好地觀察這種關係,科學家們創造了一些植物,這些植物的根部在被有益真菌浸潤後會變成紅色。

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叢枝菌根真菌自然存在於土壤中,使它們進入植物的根部。然後它們形成被稱為“叢枝”的樹狀結構,並向外擴散。這增加了根部的表面積,使它們能夠吸收比其他方式更多的營養。

通常情況下,為了研究根部的菌根,必須將植物從地面上拔出並使其死亡。這意味着科學家們無法知道在植物被拔出后,植物和真菌會發生什麼。

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為了尋求一種持續觀察活體植物叢枝菌根真菌的方法,劍橋大學的科學家們對豆類和煙草植物進行了基因改造,當叢枝菌根真菌進入它們的根部時,它們會產生甜菜色素。甜菜色素是高度可見的,使甜菜的根部呈現出生動的紅色。

通過將這些植物種植在一個薄薄的透明結構中,科學家們能夠使用一個平板掃描儀對它們的根部進行成像。然後,研究人員可以聚焦於所得到的圖像中的紅色區域,很容易看到真菌在哪裡以及何時進入單個根細胞併產生“叢枝”。

這項研究論文的資深作者Sam Brockington博士說:“這是一個令人興奮的新工具,可以將這一過程以及其他重要的植物過程可視化。甜菜色素是一種獨特的顏色,所以它們非常容易看到。它們還有一個優勢,那就是作為天然的植物色素,所以它們很容易被植物所容忍。”

人們希望,通過研究這種植物並更好地了解植物/真菌的關係,有朝一日能夠設計出更善於從土壤中提取養分的作物,從而減少對肥料的需求。

這篇論文本月發表在《PLOS生物學》雜誌上。

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