查普曼大学 植物莲藕根部的一簇根瘤
细菌根瘤菌位于根瘤内，由宿主植物提供碳水化合物
根瘤菌利用碳水化合物来交换氮的固定，然后被植物利用
信用:K
魁地奇 豆科植物和根瘤菌之间的互利关系是共生现象最广为人知和农学上最重要的例子之一。根瘤菌是固氮土壤细菌，它们以豆科植物的根瘤为家，并为它们创造营养丰富的肥料
博士的新研究
查普曼大学“大挑战倡议”博士后研究员肯吉罗·奎迪斯测试了这种关系的界限，发现它并不总是像以前认为的那样完美和谐
该结果发表在《进化》杂志的一篇新论文中
豆科植物为生活在根瘤中的根瘤菌提供碳水化合物，而根瘤菌将大气中的氮固定为豆科植物可用的形式(氮通常是植物的限制性养分)
理论上，如果豆科植物有更大的根瘤生长，它们应该能够容纳更多的根瘤菌，从而产生更多的氮，使更大的植物生长
这项研究由奎迪斯和他在加州大学河滨分校的同事在他的博士学位期间进行，利用大豆的一个较小的亲戚——日本莲花，测试了根瘤生长和根瘤菌之间的关系
通过使用形成低、中和高数量结节的多个遗传变异体，研究表明，当形成低和中数量结节时，豆科植物生长到最大尺寸，但是形成高数量结节的豆科植物生长急剧减少
调查然后转向根瘤菌
根瘤菌群体的大小是衡量细菌生长的标准，随着形成的根瘤数量的增加，根瘤菌群体的大小也在不断增加
这表明共生关系中隐藏着冲突
似乎豆科植物和根瘤菌的利益只有在达到宿主最佳状态时才会一致，在这一点上它们的利益有所分歧
这为共生关系中根瘤菌具有进化优势的结论提供了支持
结果表明，为了避免共生关系中的冲突，宿主必须严格控制其对共生器官(如豆科植物的根瘤)的投资，以最大化其自身与共生伙伴关联的收益成本比
“豆科植物似乎在发挥平衡作用，以最大化它们的生长，但根瘤菌继续生长，这是一个非常令人兴奋的结果，”博士说
奎迪斯说
他指出，这项研究打开了更多研究的大门
“虽然我们发现结瘤对宿主的回报越来越少，但根瘤菌种群数量持续增加的事实是有希望的
我们发现高结核数量的成本大于收益
然而，如果我们能够增加根瘤的数量，从而增加根瘤菌的数量，同时使植物的成本最小化，我们就有可能在未来提高豆科作物的生产力
" 这篇论文的题目是“宿主控制的失调导致宿主对共生器官投资的种间冲突
"
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