PLOSBiology独角金内酯通过

1.科学问题

丛枝菌根真菌（AMF）和植物之间的信息识别机制是什么？独脚金内酯在其中起到什么作用？

2.假设

①从单子叶植物提取的分枝因子（BF）含有独脚金内酯。

②独脚金内酯对AMF确有独特的刺激作用。

③独脚金内酯的刺激作用机制是激活线粒体。

④独脚金内酯的刺激作用对多种AMF都有作用。

3.得到信息点：

①AMF孢子可以进行一定的非共生生长。独脚金内酯等是由植物的根系分泌，可以刺激AMF的孢子从非共生生长到共生生长转变，强烈刺激AMF的萌发以及分枝，增加与植物的接触。

②独脚金内酯可以在10^-6M上发挥作用。

③独脚金内酯及类似物包括：5-deoxy-strigol,strigol,sorgolactone和strigolactoneanalogueGR24。

④独脚金内酯不仅存在于根际，在地上（芽）也有发现。

5.结果及实现途径

①BF可以促进种子的萌发

提取胡萝卜分泌的BF，浓度10^-7M，施加到列当属的种子上，种子萌发率相较对照提高了6.3倍。

②独脚金内酯是唯一对菌丝分枝有作用的物质

采用生物测定法，对多种分枝因子（不限于表中，但也不全）多浓度测定。发现独脚金内酯及类似物对AMF菌丝分枝有作用。

③高粱BF含有单脚金内酯

以前有研究在Lotusjaponicus（百脉根）中发现5-deoxy-strigo。对高粱根系分泌物进行质谱和高效液相色谱法分析，发现有sorgolactone和strigol，strigolactones。

④Strigolactones对AMF的作用浓度特别低，效应持久（培养皿至少两周，土壤中持久吗？）

GR7需要10^-7M以上，GR24及独脚金内酯10^-13M仍然具有活性。GR24的活性范围在10^-11-10^-7M之间。因为GR7缺失一个环。

用GR7处理发现随着时间延长，菌丝长度和分枝处理与对照之间的差异在变大。说明独脚金内酯的效应一直持续。什么时候施加？一开始施加。菌丝有一定萌发时候观察。

⑤独脚金内酯类似物GR24诱导真菌线粒体快速响应

抗体标记，荧光染色，显微观察线粒体。荧光点密度（线粒体数量）极短时间内（1h）显著增加（23%）,5h更加明显（32%）。线粒体更多变成线状，而非球状，移动更快，更加活跃。

6.结论

①高粱BF中含独脚金内酯。

②BF可以促进种子的萌发。

③Strigolactones对AMF的作用浓度特别低，效应持久。

④独脚金内酯诱导AMF分枝生长机制：诱导真菌线粒体快速响应（性状，多少，运动）。

reference：

BessererA,PuechpagesV,KieferP,etal.StrigolactonesStimulateArbuscularMycorrhizalFungibyActivatingMitochondria[J].PLOSBiology,,4(7):-.

玮健