地衣真菌墙黄革菌产生的铁载体有助于其藻类共生体

《Nature Communications》：Siderophore production by the lichen fungus Xanthoria parietina supports its algal symbiont

　　

摘要

地衣是由真菌共生体与光合作用生物共生体共同构成的复合体。它们能在营养匮乏的环境中茁壮成长，但它们适应铁缺乏的机制至今仍不为人所知。在本研究中，我们研究了全球分布的一种地衣形成真菌——Xanthoria parietina的铁获取系统，这种真菌与微藻类光合作用生物Trebouxia decolorans共生。我们发现，该真菌能够产生铁载体铁铬素，并拥有用于铁载体生物合成、还原性铁吸收、铁解毒以及相关调控的完整基因组。负责合成铁铬素的非核糖体肽合成酶具有地衣特有的紧凑结构，但在非地衣化的子囊菌中异源表达时仍能保持功能。转录组分析及铁铬素含量测定表明，该铁载体系统存在依赖底物的调控机制。重要的是，铁铬素能够在无需降低细胞外铁浓度的情况下促进光合作用生物的生长，这说明铁铬素可直接被利用。这些研究结果为地衣共生过程中通过铁载体获取铁提供了功能证据，同时也凸显了铁铬素在互利养分交换中的关键作用。