Nature子刊：出乎意料！巨大多样性的共生关系也有保守性

地球上的生命曾经在数十亿年仅生长于水环境、海洋、河流和湖泊。4.5亿年前，第一批植物在陆地上定居，并在这个过程中与土壤中的微生物形成多种有益的关系。

这些关系被称为共生关系，植物从中获得了额外的营养。其中最亲密的是细胞内的共生，微生物在植物细胞内参与调节工作。

英国John Innes中心和法国科学研究中心/图卢兹大学的科学家在《Nature Plants》杂志发文描述了所有这些共生体的共同基因基础。

据推测，植物在陆地上的首次定殖起源于一种植物与菌根真菌形成的共生关系。即使在今天，陆地上80%的植物都能形成这种菌根共生。植物也进化出了与多种其他微生物进行细胞内共生的能力。

过去20年，通过对菌根共生和另一种豆科植物（如豌豆）与土壤细菌形成的共生关系的研究，人们鉴定出了十几种植物基因，这些基因是识别有益微生物和它们在植物细胞内行使调节功能所必需的。相比之下，其他类型的细胞内共生研究却很少。

为了解决这个问题，研究小组对近400种植物的基因组进行比较，筛选那些能形成细胞内共生的独特基因。令人惊讶的是，有三个基因完全属于能形成细胞内共生的植物，而在无法形成这种有益关系的植物中是没有的。

“我们的研究表明，植物与不同共生伙伴形成的不同类型的细胞内共生是建立在保守的遗传程序之上的，”该研究的主要作者、John Innes中心的研究员Guru Radhakrishnan博士说。

“通过证明不同的植物共生有着共同的基因基础，我们旨在将自然形成的共生转移到驯化谷类作物上以减少化肥使用，提高撒哈拉以南非洲小农户产量的目标变得更加现实了，”Radhakrishnan博士说。