蚂蚁可帮助其宿主相思树抵御病原体

目前，德国耶拿马克思普朗克化学生态研究所的研究人员发现，蚂蚁也能够阻止有害的叶病原体。蚂蚁的存在，大大降低了叶片的细菌丰度，对植物的健康具有显著的积极作用。研究结果表明，与蚂蚁共生的细菌，能够抑制叶片上的病原体生长。相关文章发表于2014年1月6日的《New Phytologist》杂志上。

蚂蚁可帮助其宿主相思树抵御病原体

生物术语“共生(symbiosis)”指的是，经济学家和政治家们经常说的一种双赢局面：两个合作伙伴之间的互利互惠关系。相思属(Acacia)植物和蚂蚁之间的共生关系就是这样一种很好的例子：植物以食物体和花蜜以及空心刺(经常用来做巢)的形式，为蚂蚁提供食物和住所。作为报答，蚂蚁保护植物抵御食草动物。

喜蚁植物(Myrmecophytes)是与蚂蚁存在共生关系的植物。相思树种(Acacia hindsii)，原产于美国中部热带干燥森林，就是一种喜蚁植物。它身上的“居民”都是蚁属(Pseudomyrmex)蚂蚁。这些蚂蚁完全依赖它们的宿主植物，获取花蜜和它们所需的富含蛋白和脂肪的食物体。相思树还在它的巨刺中空，为蚂蚁提供了避难所，所谓的巢。作为对植物提供食宿的报答，共生的Pseudomyrmex ferrugineus蚂蚁成为保镖，保护其宿主抵御食草动物和竞争性植物。然而，一些蚂蚁虽然也受益于植物的服务，但却没有任何回报，如寄生蚂蚁物种Pseudomyrmex gracilis。

现在，马克思普朗克化学生态研究所的科学家们，对昆虫与植物之间的相互作用，已经有了更深入的了解，想知道这种小保镖是否也能保护抵御病原微生物。他们将有共生蚂蚁或寄生蚂蚁居住的相思树叶，与蚂蚁已经远离的树叶进行比较。有趣的是，他们发现，有寄生蚂蚁居住的相思树叶，比有共生蚂蚁居住的叶片，表现出更多草食动物和病原微生物引起的叶片损伤。恰当的共生伙伴的存在，似乎对植物的健康具有积极的影响。

对叶片表面的分析表明，当共生的Pseudomyrmex ferrugineus蚂蚁不在时，植物病原体的数量以及坏死的植物组织，大大增加。这些植物，对水杨酸(调节抵御病原体的植物激素)浓度的增加，也表现出强烈的免疫反应。对叶片表面的细菌组分的详细分析表明，共生蚂蚁的存在，改变了细菌种群，减少了有害病原体。这种效果也可以在寄生蚂蚁中观察到，但是不太明显。

蚂蚁如何将抗菌保护传递到植物中，仍不清楚。本文的第一作者、智利研究员Marcia González-Teuber怀疑，与蚂蚁相关的微生物可能在其中发挥作用。因为相思树叶主要被蚂蚁的腿部触碰，她提取了共生蚂蚁和寄生蚂蚁的腿部，在实验室中，检验了提取物对细菌病原体生长的影响。植物病原菌Pseudomonas syringae，对两种蚂蚁的腿部提取物都很敏感，其生长也受到抑制。在接下来的步骤中，科学家们分离和鉴定了蚂蚁腿部提取的细菌。在实验室检测中，芽孢杆菌属Bacillus、乳球菌属Lactococcus、泛菌属Pantoea和伯克氏菌属Burkholderia都有效地抑制了受感染相思叶片中分离出的假单胞菌Pseudomonas bacteria的生长。有趣的是，一些与蚂蚁相关的细菌属，已知能够生产抗菌物质。

因此，耶拿的研究人员，对蚂蚁及其宿主植物之间的共生关系，又增加了另外一种级别的相互作用。马克思普朗克研究所生物有机化学系负责人Wilhelm Boland说：“这种互惠关系，比以前认为的更加复杂。在未来，我们将把细菌和其它微生物列入我们的考虑范围内。”对蚂蚁和喜蚁植物之间共生关系的研究，不应该忽视帮助蚂蚁保护其宿主植物的细菌伙伴所起的作用。

原文链接：Mutualistic ants as an indirect defence against leaf pathogens