三人行不行？植物共生真菌（mycorrhizae）中的細菌

從上陸地的那一刻開始，植物就建立了與真菌共生的關係。真菌幫助植物吸收水分、養分，也協助植物抵禦入侵者，可說是植物的好伙伴。在《真菌微宇宙》一書中，對於植物與真菌之間的互動，有非常深刻的描述。

繡球菌門的珍珠巨孢囊霉（Gigaspora margarita）是與植物共生的菌根真菌的一種。1996年在義大利的研究發現，珍珠巨孢囊霉裡面竟然有細菌！研究團隊花了十年的功夫，終於成功的把珍珠巨孢囊霉裡面的細菌趕出去。

把細菌趕出去要做什麼呢？研究團隊想知道，細菌對珍珠巨孢囊霉與植物共生會不會產生影響。他們以不含細菌的真菌（B-）及含有細菌的真菌（B+）分別感染植物。結果發現，雖然植物的性狀有些細微的不同，但沒有細菌的真菌還是可以成功地與植物建立共生關係。

但是這兩種真菌對其共生的植物是否有影響呢？研究團隊以光葉百脈根（Lotus japonicus）為模式，讓不含細菌的真菌（B-）及含有細菌的真菌（B+）分別感染植物，並加入無真菌組做為對照組，再分析植物的轉錄體與蛋白質體，觀察不同真菌品系對植物的影響。

結果發現：不含細菌的真菌（B-）及含有細菌的真菌（B+）在感染植物時，會造成150個基因與119個蛋白質表現不同。

分析這些基因與蛋白質發現：

一、所有與共生有關的基因，不論真菌裡面有細菌與否，都有表現。當然，從不含細菌的真菌還是可以成功感染植物這點看來，這個發現不算意外。

二、含有細菌的真菌能夠活化植物的粒線體相關基因，如檸檬酸循環（citric acid cycle）基因就被活化了。同時，因為粒線體會產生自由基，所以植物的抗氧化基因們也活化了。

三、被不含有細菌的真菌感染的植物，與脂肪酸代謝相關的基因（如合成單醯基甘油的酵素）活性較低。另外，負責把磷酸根從真菌運送到植物的運輸蛋白的表現量也降低了。由於真菌需要從植物獲取單醯基甘油，而植物需要從真菌取得磷酸根，這個發現顯示了它們的共生關係並沒有為對方帶來足夠多的好處。

也就是說，含有細菌的確會讓真菌與植物的互動更有效率、帶來更多好處。關於這三人行究竟還有多少未知，需要更多的研究來幫助我們瞭解。

參考文獻：

Verhage, L. (2021), It takes three to tango: an endobacterium plays a role in mycorrhizal symbiosis. Plant J, 108: 1545-1546. https://doi.org/10.1111/tpj.15622

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