植物器官的微观结构和动物大不相同,不同于高等动物的内环境这样相对严格封闭且无菌的环境,植物“体内”的组织细胞之间排列依然“松散”。这些松散间隙也是微生物“乘虚而入”的生存空间。也就是说,植物“体内”其实包藏着形形色色的微生物,即内生菌(endophyte)。叶子内部、根中,甚至果实乃至种子里面,都有内生菌的分布。这些菌大多是无害的共生微生物,不威胁植物存活,有些甚至还有益。
能进入植物种子的微生物还有更特别的意义:它们可以随着种子跨越代际传播,让新幼苗一萌发就带着母亲的微生物遗产。
代际间内生菌如何传播是个有趣的问题:微生物首先面临的是更加严峻的环境。和叶肉细胞间隙、根内部这些“温和”的环境不同,植物种子中常常积累了很多次生代谢产物,其中不少具有抗生素特性,对于内生菌很不友好。比如,百香果种子就含有高浓度具有抗菌活性的白皮杉醇(Piceatannol)。尽管生存条件苛刻,日本科学家 Aoi Ishida 和 Toshiki Furuya 却从百香果的种子中分离出了19中可培养的细菌。颇为波折的实验过程表明,白皮杉醇的功能并不是杀菌(bactericidal),而只是抑菌(bacteriostatic):如果直接用切碎或者匀浆的种子材料在培养基上培养,无法得到任何菌落;但如果让种子无菌萌发,再用破碎的幼叶去接种,则能分离出19个细菌。白皮杉醇在种子萌发后浓度降低,再也不能抑制内生菌的活性,所以熬过种子难关的内生菌成为幼芽中最早的定居者。同时,19个细菌中还鉴定出一种可以分泌降解白皮杉醇的酶。
这实验一方面发现了新的降解白皮杉醇的酶,另外一方面也揭示了代际间传播的微生物如何耐受种子环境的策略。更重要的,实验提供了一种测定种子内生菌的方法:如果直接培养会失败的话,不如试试让种子的生命再向前进一步,等到幼芽萌发后,再“辣手摧花”。
实验过程示意图 直接剪碎种子来培养无法得到任何菌落;但是无菌萌发后的幼芽中却可以培养出菌落。参考文献:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/mbo3.1226
没貂用】没用的知识增加了。
一个读文献,顺手写点小科普的项目
图片版:
原版首发于微博@谷语粱写于21-10-13
网友评论