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植物如何放弃光合作用并成为寄生虫?日本的一个研究小组正在对白化病和绿色兰花中的基因表达进行综合分析，以研究寄生植物的进化。这项研究是由工程副教授末次贤治(科学神户大学研究生院)，准上中广范教授和研究员MIURA千寻(农业鸟取大学教授)，副教授YAMATO雅秀(教育千叶大学教师)，并进行了SHIGENOBU Shuji特别副教授(国立基础生物学研究所)。
导致叶绿素损失的自发突变是许多植物物种中出现的现象。在正常的植物物种中，缺乏叶绿素的白化突变在消耗了种子中储存的养分后枯萎了，但半寄生物种的白化病可以继续生长甚至产生花。这些缺乏叶绿素的白化植物因其存活而完全依赖真菌。
已经放弃光合作用并从蘑菇和其他真菌的根部进食的植物被称为mycoheterotrophs。大多数霉菌异养生物在遗传上距离最近的自养植物都很长。除了能够实现其寄生生活方式的进化适应之外，它们还有其他各种突变，因此很难确定哪个基因组帮助它们获得寄生能力(见图1)。
本研究的重点是兰花物种Epipactis helleborine。虽然这个物种已经发育出绿色的叶子，乍一看似乎能够从单独的光合作用中存活下来，但它对半真的碳依赖。半支原体营养物种如E. helleborine偶尔会自发突变成白化病变，完全丧失其叶绿素(见图2)。绿色个体和白化个体具有几乎相同的基因组序列，使其成为遗传分析mycoheterotrophy的理想候选者(见图3)。因为白化病个体缺乏叶绿素，所以认为它们比绿色个体更依赖于它们的寄生能力。该研究调查了白化病中表达更多的基因与真菌寄生(真菌寄生)有关的可能性。
该小组使用从3个绿色个体的根和3个来自E. helleborine的白化个体提取的RNA进行转录组分析。结果表明，丛枝菌根植物和自养兰花中与菌根共生相关的基因组也在E. helleborine的白化个体中高表达。另外，来自与植物激素生物合成相关的多个遗传组的表达模式显示白化个体和植物之间的相似性与丛枝菌根真菌有关。这些结果表明，mycoheterotrophs可以通过使用与其他类型的菌根共生相似的机制来掺入真菌。到目前为止，植物学家认为，由于菌根真菌的显着伴侣转移，霉菌营养生物中的菌根共生与其他类型的菌根共生使用了不同的机制。然而，这项研究表明他们可能有比以前想象的更多的共同机制。该研究结果发表于1月19日的分子生态学网络版。
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