Current Biology | 美国普渡大学研究揭示担子菌生殖结构中的共生固氮作用！

固氮是固氮细菌和真核生物之间形成共生关系的推动力（Science | 重磅！研究揭示微生物选择推动与宿主的共生！Nature | 突破！中科院植生所王二涛团队揭示豆科植物与根瘤菌共生固氮的关键模块！Science | 重磅研究揭示植物如何区分有益和有害微生物！Science | 专家点评：豆科植物结瘤共生的特异性；PNAS | 英国牛津大学Philip Poole团队揭示豆科植物-根瘤菌互惠共生中的条件性制裁效应！）。在真菌中，这些联合体的例子有限，而且没有一个具有非地衣型物种的生殖结构。

2021年7月9日，国际权威学术期刊Current Biology报道了美国普渡大学M. Catherine Aime团队的最新相关研究成果，题为Symbiotic nitrogen fixation in the reproductive structures of a basidiomycete fungus的研究论文。

担子菌类Guyanagaster necrorhizus是圭亚那地盾特有的一种固着真菌。像其姐妹属蜜环菌属和Desarmillaria中的根腐病致病物种一样，G. necrorhizus的子实体来自腐烂的树木的根部（图1A-1C），基因组测序与G. necrorhizus是一个白色腐烂的分解者的观察一致。这个物种也代表了第一个关于节肢动物散布的固着真菌的报道。许多远缘的食木白蚁物种，它们觅食富含氮的食物，以G. necrorhizus的成熟孢子组织或产孢组织为食。在进食过程中，成熟的孢子附着在白蚁身上，以便随后传播。通过使用化学检测、同位素分析和高通量测序，科研人员表明子实体内有活跃的固氮肠杆菌物种，真菌组织内的氮含量随着成熟而增加。非靶向蛋白质组分析表明，产孢组织中的ATP生成是通过发酵完成的。发酵的使用（一种厌氧过程）表明子实体环境是缺氧的，可能是为了保护对氧敏感的固氮酶的一种适应。子实体也有一个厚厚的外壳，可能是为了限制氧气的扩散。成熟子实体内丰富的氮含量可能为白蚁提供饮食诱因，以换取孢子的散播。这些结果表明，真菌灵活的代谢能力可能会促进固氮的联合，以及更高层次的生物体联合。

图1 腐烂的木材和G. necrorhizus的氮气固定作用

图2 与G. necrorhizus子实体相关的细菌群落

图3 促进固氮和白蚁散布的适应性

图4 G. necrorhizus成熟和传播的周期

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