科技日报记者 朱虹 通讯员 胡彦波
近日，中国林业科学研究院袁志林团队的科研成果发布于中国科技核心期刊《植物研究》。近年来，植物根系真菌——深色有隔内生菌（DSEs）成为微生物生态与绿色农林业研究的焦点。该成果系统阐述了DSEs物种多样性、基础生物学特性和生理生态功能，以及在共生机理、DSEs基因组结构和种群适应性演化特征等方面的研究进展。为进一步挖掘DSEs的适应机制、解析其与植物协同抗逆的分子路径奠定了理论基础，也为研发新型DSEs菌剂、推动土壤生态修复与农林作物高效培育技术升级提供了重要参考。
在自然生态系统中，随着环境胁迫加剧，DSEs在植物根系的定殖率显著上升。在海拔4000米以上的高山草甸，pH值超过8.5的盐碱地，以及重金属污染矿区等极端环境中，DSEs常成为植物根系中最主要的共生真菌，其丰度往往高于传统菌根真菌。袁志林指出，这种分布特征暗示，DSEs在逆境生态系统中可能扮演着比我们想象中更关键的角色。
DSEs最直观的特征是其色素化（通常为棕黑色）且有横隔的菌丝，它们能定殖于植物根皮层细胞内部或间隙，并形成微菌核结构。黑色素不仅是其形态标志，更是其适应极端环境的关键物质基础。这种沉积在细胞壁上的黑色素大分子，犹如天然“铠甲”，帮助真菌抵御紫外线、重金属、极端温度与酸碱度等多种理化胁迫。研究发现DSEs黑色素化程度与其抗逆性、促生潜力之间可能存在复杂的生态权衡关系。
要理解DSEs强大的环境适应能力，必须深入其基因组层面。袁志林团队对分离自不同盐碱地的DSEs菌株进行了全基因组测序和比较分析，发现了DSEs多样的演化策略。例如，通过合成更多的黑色素、染色体加倍以及附属染色体的缺失等方式驱动DSEs与植物建立更紧密的共生关系，从而帮助植物适应盐胁迫等逆境。
在自然界中，DSEs很少单独行动，它们往往与丛枝菌根真菌、外生菌根真菌等形成复杂的地下共生网络。研究发现：DSEs与菌根真菌共接种往往能产生“1+1>2”的协同效应。“植物似乎懂得‘精明投资’，还会根据共生真菌提供的‘回报’来调节碳分配策略。”研究人员解释道。这揭示了地下共生网络中存在精细的资源交易与平衡机制。
虽然DSEs研究仍处于快速发展阶段，但其应用潜力已清晰可见。与许多难以大规模纯培养的菌根真菌相比，DSEs易于实验室培养和发酵生产，这为其菌剂开发提供了独特优势。
袁志林展望说，DSEs的基础认知最终将服务于绿色发展。通过定向调控植物-DSEs共生体系，有望为土地生态修复和可持续农林业提供更丰富、更高效的基于自然的解决方案。
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