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研究表明,兰花通过共享的地下真菌网络培育幼苗

本站发布时间:2024-06-06 21:03:53

常见斑点兰(Dactylorhiza fuchsii)遍布英国各地。这些兰花产生的种子很小,可以被风带到任何地方,但它们经常与生长在成熟植物附近的小幼苗成簇出现。自达尔文时代以来,这种现象一直困扰着生态学家,其确切原因仍然是个谜

谢菲尔德大学的研究人员与曼彻斯特大学合作领导的一项新研究首次证明,早期兰花幼苗在接近成年植物的地方发芽并茁壮成长,这是由于父母利用地下真菌网络进行的一种培育

科学家们研究了一种观点,即真菌网络,即菌根网络,是成熟的兰花植物与发育中的幼苗共享最近产生的糖的直接途径

该研究的合著者、谢菲尔德大学生物科学学院植物-土壤过程教授Katie Field说,“我们的研究结果支持了这样一种观点,即一些兰花对其幼苗进行‘亲本培育’。

”通过共享真菌连接为早期幼苗提供必要的营养,亲本兰花使幼苗比竞争相同资源的相邻植物具有优势

“这一发现令人兴奋,因为数百年来,尽管这些兰花的种子被风吹散,但为什么它们经常被发现成团,这一直是一个谜。”

这项研究的重点是普通斑点兰及其真菌伴侣角角角角藻。研究人员创建了一个系统,通过生长在琼脂上的真菌网络,将成熟的绿色兰花与发育中的无叶绿素幼苗连接起来

然后,成熟的植物暴露在一种特殊形式的二氧化碳中,这种二氧化碳可以在系统中被追踪

它是如何工作的:

绿色兰花植物通过真菌网络与发育中的幼苗相连。然后绿色植物暴露在一种特殊形式的二氧化碳中,这种二氧化碳可以在系统中被追踪。一段时间后,研究人员分析了幼苗和真菌网络,以了解标记碳的去向

结果很清楚,幼苗正在积累标记的碳,表明它们得到了成年植物的支持。通过追踪碳的运动,这项研究表明,成熟的兰花确实通过真菌网络与幼苗分享了它们最近产生的糖。该研究的主要作者、谢菲尔德大学植物科学名誉教授David Read爵士说:“尽管大多数植物的种子,如豆类(豌豆、豆类)和草(水稻、玉米、小麦)的种子都由其亲本植物提供了充足的食物储备,但所谓的兰花尘粒从亲本那里获得的储备不足,无法自行发育。”环境。就连查尔斯·达尔文也对这一策略感到困惑,他认为,虽然这应该使一株兰花的种子能够广泛分布,但几年内它就可以在全世界殖民。他指出,他们未能做到这一点“目前无法理解”

“现在的研究表明,这些基本上没有储备的种子的地下发育可以得到光合作用产生的糖的支持,这些糖通过共生真菌的共享菌丝体从生长在地面上的成熟植物中输送到种子中。”

发表在《新植物学家》上的研究结果表明,碳的转移量似乎取决于环境。当真菌能够获得更丰富的食物来源(燕麦琼脂)时,转移到幼苗中的碳更少。这表明,幼苗的需求强度可能会影响营养物质通过网络的流动。

这项研究对了解兰花生态和保护工作具有重要意义。通过认识到真菌联系的重要性,科学家可以制定更好的策略来保护这些独特且经常受到威胁的植物

下一步是在兰花的自然栖息地研究这一理论,并研究这是否适用于其他物种

More information: David J. Read et al, Photosynthate transfer from an autotrophic orchid to conspecific heterotrophic protocorms through a common mycorrhizal network, New Phytologist (2024). DOI: 10.1111/nph.19810

Journal information: New Phytologist

Provided by University of Sheffield

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