محققان قارچی را در علف های جنگلی کنتاکی پیدا کردند که مواد شیمیایی نادری برای مبارزه با حشرات می سازد.

ویرایش شده توسط لیزا لاک، بررسی توسط اندرو زینین

این مقاله با توجه به روند و سیاست‌های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

محققان دانشگاه کنتاکی مارتین-گاتون کالج کشاورزی، غذا و محیط زیست (CAFE) کشف کرده اند که قارچی که در داخل یک علف معمولی جنگلی کنتاکی زندگی می کند ترکیب نادری از مواد شیمیایی تولید می کند که احتمالا به محافظت از گیاه در برابر حشرات گرسنه کمک می کند.

این مطالعه که در Applied and Environmental Microbiology منتشر شده است، پوسته ریش دار را مورد بررسی قرار داد، علف وحشی که در جنگل های کنتاکی می روید. در داخل علف، قارچ Epichloë brachyelytri وجود دارد، یک "اندوفیت" که بدون آسیب رساندن به گیاه در داخل گیاه زندگی می کند. قارچ و علف همزیست هستند: چمن به قارچ خانه می دهد و در عوض قارچ مواد شیمیایی می سازد که حشرات را از خوردن گیاه باز می دارد.

تیم تحقیقاتی به رهبری کریستوفر شاردل و پادماجا ناگابیرو در بخش آسیب شناسی گیاهان دریافتند که این قارچ سه آلکالوئید مختلف می سازد. دو مورد از آنها - exo-1-acetamidopyrrolizidine و chanoclavine - معمولا ترکیبات واسطه ای هستند که سایر قارچ ها آنها را به مواد شیمیایی پیچیده تر تبدیل می کنند. اما این قارچ این فرآیند را زود متوقف می کند و آنها را به عنوان محصولات نهایی نگه می دارد.

شاردل می‌گوید: «آنچه آن را خاص می‌کند این است که این اولین قارچی است که تاکنون این کار را با هر دو ماده شیمیایی به طور همزمان انجام می‌دهد.

این تیم نمونه‌های علف را از شش نقطه در سراسر کنتاکی، در امتداد مسیری به طول 171 کیلومتر (106 مایل) جمع‌آوری کردند. این مکان‌ها شامل رودخانه کنتاکی پالیزید، پارک ملی غار ماموت، دره رود قرمز و پارک تفریحی ایالتی غارهای کارتر بود. آنها همچنین علف های کاشته شده در The Arboretum، باغ گیاه شناسی ایالت کنتاکی را مطالعه کردند، جایی که کارکنان دانشگاه کنتاکی، وس هانسن و جادسون کالینز به رشد گیاهان کمک کردند.

دانشمندان با استفاده از دستگاه کروماتوگرافی مایع با عملکرد فوق العاده بالا (UHPLC) - طیف سنجی جرمی پشت سر هم (MS/MS) برای اندازه گیری مقادیر کمی از مواد شیمیایی در هر نمونه چمن، میزان هر آلکالوئید را در برگ ها، دانه ها و شاخه های جوان مقایسه کردند.

شاردل گفت که ساخت این مواد شیمیایی برای قارچ هزینه زیادی دارد.

شاردل گفت: «ما شواهد جالبی داریم که نشان می‌دهد در شاخه‌های جوان، اندوفیت بر سر مسیرهای شیمیایی برای تغذیه، زمانی که این مسیرها به همان بلوک‌های سازنده نیاز دارند، مبارزه داخلی دارد. این همچنین توضیح می‌دهد که چرا اندوفیت یکی از این مواد شیمیایی را در مکان‌هایی از دست داده است که حدس می‌زنیم حشرات مشکل چندانی ندارند و قارچ می‌تواند با نادیده گرفتن برخی از مواد شیمیایی در مصرف انرژی صرفه‌جویی کند.»

این نشان می دهد که تولید این مواد شیمیایی مبارزه با حشرات یک سرمایه گذاری بزرگ برای قارچ است، بنابراین آنها باید برای بقا در بیشتر مکان ها مهم باشند.

این تیم همچنین دریافتند که ترکیب شیمیایی کمیاب کشف شده در این علف جنگلی از سایر گونه های قارچی از طریق مسیرهای تکاملی مختلف منشأ می گیرد - از جمله تعویض ژن بین گونه ها و هیبریداسیون هنگام مخلوط شدن دو گونه.

درک نحوه عملکرد این مشارکت های علف-قارچ فراتر از اکولوژی جنگل اهمیت دارد. قارچ‌های مشابهی در علف‌های مرتعی زندگی می‌کنند که گاوها و اسب‌ها می‌خورند و برخی از آن قارچ‌ها مواد شیمیایی می‌سازند که می‌تواند برای دام سمی باشد.

Schardl گفت: «پیدا کردن آن بیشتر از حد انتظار ما را برانگیخت تا بررسی کنیم که آیا این ترکیب شیمیایی محافظی قوی در برابر حشرات است یا خیر. "مطالعه نمونه های وحشی مانند این به دانشمندان کمک می کند تا بفهمند کل سیستم چگونه تکامل یافته و چگونه می توانند از آن برای پرورش علف های مرتعی بهتر و ایمن تر در آینده استفاده کنند."

Padmaja Nagabhyru و همکاران، تنوع کموتیپی قارچ Epichloë brachyelytri همزیست با علف جنگلی وحشی Brachyelytrum erectum، میکروبیولوژی کاربردی و محیطی (2026). DOI: 10.1128/aem.00754-26

اطلاعات مجله: میکروبیولوژی کاربردی و محیطی

لیسانس تاریخ هنر، کارشناسی ارشد فرهنگ مادی. سردبیر سابق موزه، پیراپزشک و هماهنگ کننده پیوند. ویرایش برای Science X از سال 2021. نمایه کامل →

فوق لیسانس فیزیک با تجربه تحقیق. علاقه مندان به اخبار علمی طولانی مدت. نقش کلیدی در موفقیت سرمقاله Science X ایفا می کند. نمایه کامل →