来自施肥农田的磷经常会进入河流和湖泊，由此导致的水生植物生长旺盛会导致水中氧含量骤降，导致鱼类死亡和其他有害影响。
博伊斯汤普森研究所(Boyce Thompson Institute)的研究人员发现了一对植物基因的功能，可以帮助农民提高磷酸盐的捕获，有可能减少与施肥有关的环境危害。
玛丽亚·哈里森他是BTI的威廉·h·克罗克教授，康奈尔大学农业和生命科学学院综合植物科学学院的兼职教授，是《CLE-SUNN模块调节丛枝菌根中独脚金内酯含量和真菌定殖该研究于9月2日发表在《自然植物》杂志上。
这一发现源于哈里森对植物与丛枝菌根(AM)真菌共生关系的关注，丛枝菌根真菌在植物根部定植，形成一个界面，通过该界面，植物将脂肪酸交换为磷酸盐和氮。这种真菌还可以帮助植物从干旱等紧张环境中恢复。
但是用脂肪酸喂养AM真菌的成本很高，所以植物不会让这种定植不受限制。
为了发现植物是如何控制真菌定植量的，Harrison和第一作者Lena Müller, Harrison实验室的博士后科学家，研究了植物Medicago truncatula(桶三叶草)和Brachypodium distachyon(紫色假雀花)中编码CLE肽的短蛋白质的基因。
CLE多肽参与细胞发育和应激反应，存在于从绿藻到开花植物的植物中。
研究人员发现其中两个CLE基因是AM真菌共生的关键调节因子。其中一个基因，CLE53，在根被定殖后降低定殖率。另一种基因，CLE33，在植物有充足的磷酸盐时降低定植率。
哈里森说:“能够控制真菌在植物根部的定植水平，即使在较高的磷酸盐条件下也能保持共生关系，这对农民来说可能是有用的。”“例如，你可能想要AM真菌的其他有益影响，比如氮吸收和从干旱中恢复，以及进一步吸收磷酸盐。你也许可以通过改变植物中这些CLE肽的水平来实现这些好处。”
Müller发现CLE多肽通过一种叫做SUNN的受体蛋白起作用。在与阿姆斯特丹大学的研究人员合作中，她发现两种CLE多肽可以调节植物合成一种叫做独脚金内酯的化合物。
植物根系将独脚金内酯分泌到土壤中，该化合物刺激AM真菌生长并在根部定植。一旦根被定殖，或当有充足的磷酸盐时，CLE基因抑制独脚金内酯的合成，从而减少真菌的进一步定殖。
“在21世纪初，研究人员发现植物有一种方法来测量并减少殖民，”Müller说。“但直到现在，还没有人真正了解这种动态的分子机制。”
研究人员的下一步工作将包括找出在定植和高磷酸盐水平下启动CLE基因的分子。
Müller还计划将这项研究中的两种CLE肽与其他具有不同功能的CLE肽进行比较。
Müller网站称:“CLE多肽都非常相似，但它们的功能完全不同。”“看看为什么会这样，将会非常有趣。”
其他合著者包括Zhangjun范， SIPS兼职教授和BTI教员;BTI的孙学鹏;以及克莱姆森大学的研究人员。
这项工作得到了美国国家科学基金会、美国能源部、瑞士国家科学基金会和德国研究基金会的资助。
Aaron J. Bouchie是博伊斯汤普森研究所的科学作家。
