老葉的植物王國

  圖片來源： 維基百科 帶狀瓶爾小草（ Ophioderma pendulum ）是一種分布在熱帶亞洲和太平洋島嶼的附生蕨類植物。這種蕨類在多個熱帶地區均有記錄，尤其是在東南亞和一些太平洋群島中，它們通常生長在其他樹木或岩石上。在台灣，它是一種常見的附生植物，可以在多個地點發現，但不是台灣特有種，但也是台灣的「原住民」之一。 身為附生蕨類，帶狀瓶爾小草的生存策略部分依賴於與真菌的共生關係。因此，研究它的真菌群落有助於理解附生植物如何在缺乏土壤的環境中獲取養分和水分。 有鑑於此，中研院生多中心的陳可萱老師與她的研究團隊，研究了帶狀瓶爾小草的菌群。他們在2020年七月在福山植物園的三個點（彼此之間距離超過80公尺，以確保獲得不同環境條件下的數據）收集了植物，並帶回進行分析。 他們透過顯微鏡對根和葉的切片進行觀察，以識別真菌結構，如菌絲、囊狀體和入侵點等，以了解真菌在植物組織中的分佈和形態。 另外，他們也萃取了DNA，進行PCR放大常用於識別真菌種類的DNA條碼區域ITS2，並以生物資訊軟體分析所得到的資料。 結果發現，與先前對附生蕨類的研究結果不同，帶狀瓶爾小草的根部有高度的叢枝菌根真菌（AMF）形成菌群。 研究團隊也發現，帶狀瓶爾小草的葉片中存在著高度多樣的真菌群落，，主要由子囊菌門（Ascomycota）中的黑殼菌綱（Dothideomycetes）和裂殖酵母菌綱（Eurotiomycetes）等類群主導。這可能與它對環境的適應性和抵抗力有關。這些發現可能有助於了解植物如何利用真菌來增強其生存策略。 由於帶狀瓶爾小草具有特殊的生態地位和對生態系統的潛在重要性，了解它與真菌的互動可以為保護和管理亞熱帶森林生態系提供科學依據。 參考文獻： Xie, Q.-Y., L.-Y. Kuo, C.-C. Chang, C.-J. Lin, W.-H. Wang, and K.-H. Chen. 2024. Prevalent arbuscular mycorrhizae in roots and highly variable mycobiome in leaves of epiphytic subtropical fern Ophioderma pendulum. American Journal of Botany 111: e16319. h...

棉花的根。圖片來源： Wiki 當植物在四億六千多萬年前登上陸地時，陸地上還是一片寂靜；如果我們仔細聆聽，或許可以聽到產氣微生物細微的氣泡聲，或是岩石被分解時顆粒之間移動的沙沙聲。是的，當時的陸地是微生物的天下：不論是細菌或真菌，它們佔據了每一吋土地。還要再幾千萬年，動物才會上岸，讓這個世界出現越來越多聲音。 登陸的植物，要在陸地上取得一席之地，最好的方法或許是與這些微生物共存共榮，而不是消滅它們。 或許這就是植物一開始就選擇的策略。在荷蘭的Martinus W. Beijerinck（1851-1931）在1888年從豆科植物中發現了根瘤菌之後，人類對與植物根部共生的微生物愈來愈感興趣；但過去「先培養、再觀察」的方式，限制了我們對與植物共生的微生物整體性的瞭解。 隨著近代科技的發展，我們不再需要培養微生物，以分離生物的基因體並取得大量片段才能進行定序；只需要一點點樣品，以相對應的引子放大後，再交由定序儀器進行判讀，取得的序列進行分析後，便可知道究竟樣品中有什麼生物？甚至連這些生物究竟在整體樣品中佔多少比例，都可以得知。 過去幾年透過這些方法，世界各地的研究團隊已經研究過包括擬南芥、玉米、橡樹、大麥、稻米、萵苣、甘蔗根部的微生物體組成；發現主要類群為放線菌門（Actinobacteria）與變形菌門（Proteobacteria）。但是上述的這些植物都是已經被馴化的物種，不盡然能代表大部份的植物；而過去的研究也發現，土壤對於植物根部菌相的組成影響極大，甚至超過物種。 由於過去對於植物根部菌相的研究都集中在被子植物（angiosperm），昆士蘭大學（The University of Queensland）的研究團隊選取了位於昆士蘭州庫魯拉的大桑迪國家公園（Great Sandy National Park）海岸區六個沙丘上的幾個年代序列區。研究團隊選了代表不同階段森林演替的幾個群落，並從中選取了30種植物：一種石松類、四種蕨類、二十一種被子植物（六種木蘭類、九種雙子葉、六種單子葉）。因為根尖上五公分內的區域的植物根部，為主要分泌最多物質的區域；研究團隊決定選取這個區域來分析植物根部菌相；它們所在的土壤也同時收集，並分析土壤菌相。 總共收集了235個根的樣品以及相對應的土壤樣品，萃取DNA之後以聚合酶鏈反應（PCR）放大其16S rR...