三個基因決定植物是否能與真菌形成菌根共生體（arbuscular mycorrhizae）

亞麻的菌根共生體。圖片來源：維基百科

菌根（mycorrhizae）是與植物根部共生的真菌，約有94%的植物根部都可以找到它（剩下的6%是水生植物）。有些菌根會把菌絲伸入植物的根細胞中形成菌根共生體（arbuscular mycorrhizae，簡稱AM），有些菌根則只會包覆在植物根的外圍，形成外生菌根（ectomycorrhizae，ECM）。這些真菌協助植物吸收水分與礦物質，從植物那裡得到光合作用所產生的醣類，對植物的生長與養分的循環有很大的貢獻。

過去的研究發現，菌根共生體多半都與沙漠、草原、灌木以及熱帶森林的植物在一起，外生菌根則常見於溫帶與寒帶森林。但是，是什麼決定哪些植物要跟外生菌根共生，哪些植物則只會跟菌根共生體共生呢？

歐洲的研究團隊比較了將近四百種植物的基因體，發現能與真菌形成菌根共生體的植物都具備有三個基因，這三個基因分別是RAD1、STR、STR2。研究團隊認為，或許與外生菌根形成共生關係的植物所在的環境養分較充足，所以他們不需要與真菌形成那麼緊密的共生關係。

RAD1是個GRAS家族的轉錄因子（transcription factor），缺少RAD1的植物會讓真菌與植物之間的互動發生障礙，同時STR與STR2的表現也會下降。STR與STR2是ABC運輸蛋白，對於形成有功能的菌根共生體非常重要，過去也有研究發現它們可能跟脂肪從植物到真菌的運輸有關。

參考文獻：

Guru V. Radhakrishnan, Jean Keller, Melanie K. Rich, Tatiana Vernié, Duchesse L. Mbadinga Mbadinga, Nicolas Vigneron, Ludovic Cottret, Hélène San Clemente, Cyril Libourel, Jitender Cheema, Anna-Malin Linde, D. Magnus Eklund, Shifeng Cheng, Gane K. S. Wong, Ulf Lagercrantz, Fay-Wei Li, Giles E. D. Oldroyd, Pierre-Marc Delaux. An ancestral signalling pathway is conserved in intracellular symbioses-forming plant lineages. Nature Plants, 2020; DOI: 10.1038/s41477-020-0613-7