对大多数植物来说,与真菌共生是其根系吸收营养所必需的。这些真菌能够提高植物对土壤养分的吸收能力,有些真菌还被确定能促进植物生长。然而,其中的具体机制此前并不清楚。
德国研究人员以共生真菌Piriformospora indica及模式植物拟南芥为材料,对真菌和拟南芥分别进行单独培养和共培养,并应用高效液相色谱-质谱联用技术分析了培养基中吲哚乙酸(IAA,一种生长素)和脱落酸(ABA)等激素的含量。结果表明,真菌生长的培养基中IAA浓度接近1.5 μM,而不含真菌的对照培养基中仅约0.1 μM。观察拟南芥的生长情况发现,与真菌共生的根系明显较短且分支更多。研究人员由此推测,生长素引发的根系分支提高了植物摄取土壤养分的能力,从而促进了植物生长。此外,对拟南芥根系的细胞学观察显示,真菌可在根表皮细胞中形成厚壁孢子或高度分叉的菌丝。
这一研究揭示了共生真菌通过调节植物激素水平来重塑根系构型、促进营养吸收的机制,为理解植物-微生物互作提供了新视角。