新的证据表明细菌推动了开普花地区的生物多样性

斯泰伦博斯大学(SU)的植物学家距离揭开海角花卉区非同寻常的生物多样性水平的奥秘仅一步之遥。

迄今为止，至少这种显着的多样性至少可以归因于植物对微生态位的适应能力，这些条件是由诸如稳定的古气候，可靠的冬季降雨，地理梯度和多样化的土壤类型等因素产生的。

现在，SU的植物与动物学系的植物学家发现了证据，即最大的开普水生植物属Oxalis与细菌属芽孢杆菌形成了独特的联系，可帮助其固定空气中的氮并实现非凡的发芽壮举。

此外，他们证明了芽孢杆菌细菌已与这种共生关系融为一体，甚至可以从母体植物遗传到种子。研究结果最近发表在《BMC植物生物学》杂志上，标题为“固氮细菌和Oxalis-垂直遗传细菌共生的证据”。

教授琳恩德雷尔，在南部非洲的顶尖专家酢浆草在SU和作者之一，他表示这是内生菌geophytes的垂直遗传的这样一个系统的第一份报告。

开普省以世界上最多样化的植物群而闻名，拥有来自20个科的2100种，但人们对导致这种显着多样性的因素仍然知之甚少。如果考虑到它发生在测量全球最低氮和磷水平的环境中，那么这种多样性就更加显着。

这种共生关系如何运作?

从以往的工作，德雷尔的研究小组证实，60%的酢浆草品种有顽拗性种子。这意味着它们不能忍受干燥，必须在脱落后立即发芽。

但是，在这些物种中更为独特的是逆发芽的发生，种子叶和第一片叶在最初的24至48小时内没有卷曲，而没有任何胚根或根的支持。

正是在试图发芽这一非凡壮举的过程中，Dreyer的一名研究生Michelle Jooste博士在6 种Oxalis物种的营养和生殖器官中发现了细菌和真菌的集合体。

“我们发现细菌和真菌栖息在顽固的Ox 草幼苗基部周围的粘液中。粘液是一种粘稠的胶状物质，在发芽时会被种子排出。我们在粘液中发现的一些细菌和真菌是从周围的土壤，但其他的则是由种子本身通过继承提供的。”

这些细菌寄居在植物体内，很可能位于专门的结构空腔中，它们以草酸盐为食，草酸盐是植物作为光合作用的副产物而产生的有机酸。

该研究中鉴定出的最丰富的细菌中有9种来自芽孢杆菌属，其中3种具有利用草酸盐作为其唯一且通常是首选碳源的能力。

“我们认为这种不寻常的关系肯定已经发展了数百万年，这帮助Oxalis充分利用了非常可预测的冬季降雨季节，使它有足够的时间在地面上喷出足够的生长量，还可以在地下形成鳞茎，以便生存直到第二年冬天的第一场降雨。的确是俄罗斯轮盘发芽策略!” 德雷尔解释道。

但是，在这个故事中，还有很多问题比答案要多。

粘液的形成方式及其组成是当前研究的重点，而另一名研究生正在研究显微镜技术，以查明这些内生细菌是否确实存在于遍历大多数顽固草酸的所有器官的不寻常腔中种类。灯泡形成的极快模式也正在研究中。

德雷尔总结说：“与其他地中海环境相比，开普敦花卉区的生物多样性简直是小菜一碟。但为什么如此，仍然是植物学家试图揭开的最大谜团之一。”