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菌根化過程中的pH信號轉(zhuǎn)導機制
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NISC文獻編號：F2009-001
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菌根化是一種典型的宿主植物-真菌共生互作，盡管有大量的解剖學及生理學研究清楚地表明真菌菌根可以增大宿主植物根部吸收面積、合成并向土壤釋放有機化合物及菌體外酶以固定營養(yǎng)成分、調(diào)控宿主植物根部參與跨膜營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)運的蛋白，但其具體機制，目前尚不清楚。
NewPhytologist報道了葡萄牙研究人員Feijó等利用非損傷微測技術(shù)研究離子流在菌根生長過程中作用的成果。他們檢測了豆馬勃屬真菌（ECM）侵染后及未經(jīng)侵染處理的桉樹根部H+、Ca2+及陰離子A-（以Cl-代替）的離子流。
同時，他們利用特異性抑制劑礬酸鹽、釓及4,4-二異硫*2,2-二磺酸芪(DIDS)分別抑制質(zhì)子泵、鈣離子通道、氯離子轉(zhuǎn)運通道，并再次分別檢測了上述三種離子流。
結(jié)果發(fā)現(xiàn)，真菌侵染主要作用于根部伸長區(qū)，離子運動及根圍酸化能力都發(fā)生了劇烈變化，而且離子流變化呈現(xiàn)周期性變化。連續(xù)波長光譜分析表明，ECM根部H+及A-離子流的變化周期較未經(jīng)侵染的長，而ECM根部的Ca2+振蕩則完全消失。
根據(jù)上述結(jié)果，Feijó等通過構(gòu)建模型解釋植物養(yǎng)分吸收及生長加速是通過侵染真菌介導，依賴pH的變化，而且ECM營養(yǎng)的主要供應(yīng)是植物的根，發(fā)現(xiàn)Ca2+在這一過程中發(fā)揮了重要的作用，這為揭開植物-真菌共生互作提供了證據(jù)和模型。
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圖注：對照及真菌侵染后桉樹根部伸長區(qū)離子流的振蕩變化圖以及真菌侵染后根部的pH信號機制模型。
注：SIET、MIFE、SVET、SPET等技術(shù)名稱，已經(jīng)統(tǒng)一為Non-invasive Micro-test Technology，中文名“非損傷微測技術(shù)”，簡稱NMT。
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