真菌如何改善细菌的基因组成

土壤细菌使用广泛分枝的线状结构的真菌来移动并获取新的食物来源。在“ 科学报告 ”杂志上发表的一项新研究中，UFZ研究人员已经证明这些所谓的真菌菌丝也是细菌之间基因转移的热点。通过这种方式，真菌可以确保土壤中的细菌多样性 - 这也有利于污染物的降解。

对于细菌而言，土壤是困难的地形，干燥的区域和空气空间呈现出难以逾越的障碍。为了到处走走，他们需要一个液膜在哪里游泳。他们并不需要太多：真菌菌丝周围的粘液层是他们需要能够四处移动的 - 他们利用它。真菌网络(菌丝体)还为细菌提供了良好的基础设施：可能有数百米的真菌菌丝缠绕在一克土壤中。“在菌丝周围的细液膜中，细菌可以更快的速度和方向移动，覆盖的距离比没有菌丝的土壤水更远，”该研究的第一作者，UFZ环境部博士研究员Tom Berthold说。微生物学。“对于细菌来说，真菌菌丝就像一条高速公路，可以​​让它们快速，直接地进入食物来源。”

因为“真菌公路”上经常有很多交通，所以细菌可能会彼此紧密接触，在此过程中交换遗传物质。“它类似于在火车上传播冷菌，”环境微生物学家Lukas Y. Wick博士解释说。“但与感冒不同，新基因通常是土壤细菌的资产。它们使它们能够更好地适应不同的环境条件。” 取决于他们通过水平基因转移获得的基因，他们可能能够适应新的环境条件或获取以前无法利用的食物来源。例如，这可能包括油和汽油中含有的甲苯或苯污染物，对于具有正确基因组成的细菌，这些污染物不仅无害，而且实际上是非常美味的食物。因此，就土壤污染物的降解而言，将这种能力传递给其他细菌群可能是非常有利的。

在他们的研究中，UFZ科学家还能够证明真菌公路上的细菌之间的基因转移比没有真菌菌丝的潮湿环境中发生的基因转移要大得多。使用计算菌丝上细菌之间基因转移频率的计算机模型，研究人员得出了同样的结果。威克继续说：“我们的研究表明，真菌菌丝不仅为土壤细菌提供了良好的基础设施，而且还是细菌水平基因转移的潜在热点。这种以前未知的真菌 - 细菌相互作用方面是了解复杂相互作用的重要一步。在土壤栖息微生物之间。“

因此，真菌可能在高度复杂的土壤栖息地中发挥着非常重要的作用：土壤细菌的传播，它们的遗传适应和多样性，最终也是它们的进化。“就在几年前，我们仍然完全没有意识到这一点，”威克说。“在地球的历史进程中，有可能是细菌多样性 随着菌丝形成真菌的发展，大量增加。“就污染物的分解而言，UFZ研究人员推测，含有大量真菌的土壤可能比真菌很少的土壤更好。这是因为真菌高速公路能够实现污染物降解细菌可以更快地到达食物，并且在基因转移的帮助下，它们甚至可以在途中升级。