植物器官的微觀結(jié)構(gòu)和動(dòng)物大不相同，不同于高等動(dòng)物的內(nèi)環(huán)境這樣相對(duì)嚴(yán)格封閉且無(wú)菌的環(huán)境，植物“體內(nèi)”的組織細(xì)胞之間排列依然“松散”。這些松散間隙也是微生物“乘虛而入”的生存空間。也就是說(shuō)，植物“體內(nèi)”其實(shí)包藏著形形色色的微生物，即內(nèi)生菌(endophyte)。葉子內(nèi)部、根中，甚至果實(shí)乃至種子里面，都有內(nèi)生菌的分布。這些菌大多是無(wú)害的共生微生物，不威脅植物存活，有些甚至還有益。

能進(jìn)入植物種子的微生物還有更特別的意義：它們可以隨著種子跨越代際傳播，讓新幼苗一萌發(fā)就帶著母親的微生物遺產(chǎn)。

代際間內(nèi)生菌如何傳播是個(gè)有趣的問(wèn)題：微生物首先面臨的是更加嚴(yán)峻的環(huán)境。和葉肉細(xì)胞間隙、根內(nèi)部這些“溫和”的環(huán)境不同，植物種子中常常積累了很多次生代謝產(chǎn)物，其中不少具有抗生素特性，對(duì)于內(nèi)生菌很不友好。比如，百香果種子就含有高濃度具有抗菌活性的白皮杉醇(Piceatannol)。盡管生存條件苛刻，日本科學(xué)家?Aoi Ishida?和 Toshiki Furuya 卻從百香果的種子中分離出了19中可培養(yǎng)的細(xì)菌。頗為波折的實(shí)驗(yàn)過(guò)程表明，白皮杉醇的功能并不是殺菌(bactericidal)，而只是抑菌(bacteriostatic)：如果直接用切碎或者勻漿的種子材料在培養(yǎng)基上培養(yǎng)，無(wú)法得到任何菌落；但如果讓種子無(wú)菌萌發(fā)，再用破碎的幼葉去接種，則能分離出19個(gè)細(xì)菌。白皮杉醇在種子萌發(fā)后濃度降低，再也不能抑制內(nèi)生菌的活性，所以熬過(guò)種子難關(guān)的內(nèi)生菌成為幼芽中最早的定居者。同時(shí)，19個(gè)細(xì)菌中還鑒定出一種可以分泌降解白皮杉醇的酶。

這實(shí)驗(yàn)一方面發(fā)現(xiàn)了新的降解白皮杉醇的酶，另外一方面也揭示了代際間傳播的微生物如何耐受種子環(huán)境的策略。更重要的，實(shí)驗(yàn)提供了一種測(cè)定種子內(nèi)生菌的方法：如果直接培養(yǎng)會(huì)失敗的話，不如試試讓種子的生命再向前進(jìn)一步，等到幼芽萌發(fā)后，再“辣手摧花”。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程示意圖 直接剪碎種子來(lái)培養(yǎng)無(wú)法得到任何菌落；但是無(wú)菌萌發(fā)后的幼芽中卻可以培養(yǎng)出菌落。

參考文獻(xiàn)：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/mbo3.1226

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寫(xiě)于21-10-13