植物與菌根共生體（Arbuscular mycorrhiza）間的互動調節者：CLE53多肽

內生菌根。圖片來源：維基百科

農作物長得不好可能是缺氮或缺磷。但很糟糕的是，由於土壤顆粒為帶負電的矽酸鋁，而氮與磷也是帶負電的硝酸根與磷酸根，造成所施放的氮肥、磷肥多半都無法留存在土壤中。根據丹麥的研究，施放的磷肥有70%都流失，植物只利用到30%。若是平常家裡種幾盆花，可以用少量多餐的方式來進行灌溉以減少肥料的浪費，但農業上卻無法這樣進行施肥（太費人工了）。

植物吸取礦物質的器官就是根部。根部除了利用根毛來作為主要吸取水分與礦物質的組織，也會與周遭的共生真菌合作，提昇自己吸收礦物質與水分的能力。這些真菌主要分為兩大類：菌根共生體（arbuscular mcorrhiza，AM）與外生菌根（ectomycorrhizae，ECM）。其中菌根共生體因為與植物的根部有更為密切的接觸，重要性比外生菌根更高。

最近丹麥的哥本哈根大學的研究發現，一個稱為CLE53的多肽為形成菌根共生體所必須。這個多肽會抑制菌根共生體的形成，另外兩個基因SUNN與RDN1也不可或缺。缺乏CLE53的植物（cle53突變株）會有更多的菌根共生體形成。

有意思的是，研究團隊發現土壤中缺少磷的時候，CLE53的表現也會被抑制。這意味著植物在缺磷的時候，會藉由抑制CLE53的表現來讓菌根共生體增加，以提昇自己吸收磷的能力。

研究團隊希望以基因編輯的方式來剔除CLE53，這樣可以產生能與菌根共生體有更多連結的植物，或許可藉此提升植物吸收磷的能力。不過基改植物目前在歐洲仍然不能種植，所以要真的把這個技術應用到農業上也有困難。不知道是否可藉由提供植物共生真菌的孢子，來提升植物吸收磷肥（與其他礦物質）的能力呢？

參考文獻：

Thomas C de Bang, Patrick X Zhao, Xinbin Dai, Kirankumar S Mysore, Jiangqi Wen, Gonzalo Sancho Blanco, Katrine Gram Landerslev, Clarissa Boschiero, Magda Karlo. The CLE53-SUNN genetic pathway negatively regulates arbuscular mycorrhiza root colonization in Medicago truncatula. Journal of Experimental Botany, 2020; DOI: 10.1093/jxb/eraa193

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