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大家听过倩女幽魂的故事吗？在这个故事中 ， 有一只千年树妖盘踞古兰寺 ， 招揽了聂小倩等一帮侍女 ， 树妖为她们提供庇护 ， 而作为回报 ， 聂小倩等一帮侍女则需要帮树妖做事 。
你知道吗 ， 这看似魔幻的剧情 ， 在自然界却存在类似的交易 。 自然界的树木就像树妖姥姥一样 ， 为了更好地吸收水分和营养物质 ， 便在它的根部聚集了一批微生物群落 。 不过 ， 自然界中的“树妖”和微生物之间都是善意的合作 ， 不仅不会危害他人 ， 还能产出一些有益的真菌 。
树妖虽然神通广大 ， 却需要聂小倩们的帮助 。 同样 ， 树木的根部尤其是杨树的根部 ， 也常常依靠地下的真菌和细菌 ， 通过它们来吸收水分和氮磷等营养物质 。
听到这里你是不是也对这种“交易”充满了好奇？下面就一起来一探究竟吧～
菌与根如何建立合作？
树根与地下微生物群落会建立明确的分工 ， 不同的菌群发挥不同的作用 。 比如 ， 固氮菌擅长从空气中固定氮元素 。
这些微生物群落把吸收来的水分和营养物质移交给大树 ， 作为回报 ， 树根会为地下的微生物群落提供庇护 ， 也会分泌一些糖类来作为它们的食物 。
这些微生物群落就是自然界中的菌根 ， 我们熟悉的“明菌”——松露、松茸、牛肝菌等也是其中一类 。 这些明菌的形成首先需要与特定的植物根系形成菌根 ， 菌丝一端深入植物根系 ， 而另一端则延伸到土壤中 。
菌足和菌根 图片来源：veer
虽然它们的合作早已被人知晓 ， 但是这些菌根的具体形成机制还不明确 ， 也就是说我们并不清楚菌与根是如何建立合作机制的 。
为了摸清这场“地下交易”是如何进行的 ， 兰州大学张凤青年研究员团队长期跟踪、研究杨树菌根的形成 ， 期望弄清楚这些地下“聂小倩”是如何与树妖取得联系、如何吸取“阳气”（水分和营养物质）、又是如何把阳气移交给树妖的 。
终于 ， 经过不懈的努力 ， 张凤青年研究员团队与法国国家农业食品与环境研究所（INRAE）Francis Martin课题组合作 ， 在New Phytologist（新植物学家）期刊上发表了一篇论文 ， 这篇名为“The ectomycorrhizal basidiomycete Laccaria bicolor releases a GH28 polygalacturonase that plays a key role in symbiosis establishment”的文章最终解决了上述困惑 。
张凤课题组以杨树为研究对象 ， 探讨杨树的外生菌根与宿主植物的相互作用机制 ， 发现菌根真菌可以通过存在于地下的庞大网络与杨树根部建立联系 。
那么外生根菌的菌丝是如何进入植物根部的？或者说它们进行地下交易的密码是什么呢？
虽然菌丝和植物都有合作需求 ， 但是还是得解决如何“接头”的问题 。 真菌菌丝与植物接头的地方位于地下的根部 。 然而 ， 菌丝要想成功打入植物的根部 ， 可不是一件容易的事情：一方面要突破植物的细胞壁 ， 另一方面又要最低限度地引起植物的免疫反应 。
于是外生菌根真菌选择了一个折中的方式——并不入侵植物的细胞内部 ， 只是存在于植物细胞间质 ， 形成哈式网结构 ， 即双方进行‘交易’的场所 。
这个哈氏网类似于菌根和根部进行地下秘密交易的网络通道 。 但是哈式网的形成首先面对的难题就是细胞壁 ， 只有突破细胞壁这一关才能到达细胞间质 。
高等植物的细胞壁主要由果胶、纤维素、半纤维素、木质素和蛋白质等相互交联 ， 类似于“交联剂”的果胶可以维持细胞的形态、增强细胞的机械强度、参与细胞的生理活动 。
之前的研究认为 ， 真菌菌丝生长过程中产生的压力可以完全拆掉细胞壁 ， 这种进入方式比较“暴力” ， 后果是容易引起细胞的排斥 。
但是随着分子生物的发展 ， 科学家发现 ， 菌根形成过程中 ， 借助一个得力助手——细胞壁水解酶（PCWDEs） ， 就可以用比较温和的方式进入细胞壁 。 而其中的多聚半乳糖醛酸酶（内切酶）就很有可能是菌丝突破树根细胞壁的关键帮手 。
菌丝体 图片来源：veer
先前的研究证明 ， 多聚半乳糖醛酸酶在许多病原真菌突破（消化降解）植物细胞壁的过程中起着重要的作用 ， 只不过这一研究结果还没有在菌根中得到验证 。
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