耕种行为并非人类的专利，研究人员发现一种真核微生物也会播种并收获自己的食物——细菌。 新一期 Nature 报告说，美国赖斯大学的研究人员发现一些盘基网柄菌具有这种农业行为。盘基网柄菌是黏菌的一种，虽然名字中带个“菌”字，却并不是通常说的细菌，而是属于真核生物。它通常以单细胞形态存在，以细菌为食，但当某处的食物变得匮乏时，大量盘基网柄菌就会聚集到一起，形成黏液状的多细胞有机体，集体迁徙到别的地方。 过去人们一直认为盘基网柄菌只会这样四处“游猎”，但本次研究发现，有的盘基网柄菌在找到可作为食物的细菌后，并不将其完全吃掉，而是留下一部分作为“种子”，在集体迁徙时也带上这些“种子”，到达新地方后再进行“播种”，以收获更多细菌。研究人员在报告 中风 趣地称这些盘基网柄菌为“农民”。 领导研究的德布拉·布罗克说，盘基网柄菌有很多种，研究只发现其中一部分具有这种行为。具有这种能力的盘基网柄菌在食物稀缺环境下要比其他同类更具竞争力。（ 生物谷 Bioon.com） 生物谷推荐原文出处： Nature doi:10.1038/nature09668 Primitive agriculture in a social amoeba Debra A. Brock,Tracy E. Douglas,David C. Queller Joan E. Strassmann Agriculture has been a large part of the ecological success of humans1. A handful of animals, notably the fungus-growing ants, termites and ambrosia beetles2, 3, 4, have advanced agriculture that involves dispersal and seeding of food propagules, cultivation of the crop and sustainable harvesting5. More primitive examples, which could be called husbandry because they involve fewer adaptations, include marine snails farming intertidal fungi6 and damselfish farming algae7. Recent work has shown that microorganisms are surprisingly like animals in having sophisticated behaviours such as cooperation, communication8, 9 and recognition10, 11, as well as many kinds of symbiosis12, 13, 14, 15. Here we show that the social amoeba Dictyostelium discoideum has a primitive farming symbiosis that includes dispersal and prudent harvesting of the crop. About one-third of wild-collected clones engage in husbandry of bacteria. Instead of consuming all bacteria in their patch, they stop feeding early and incorporate bacteria into their fruiting bodies. They then carry bacteria during spore dispersal and can seed a new food crop, which is a major advantage if edible bacteria are lacking at the new site. However, if they arrive at sites already containing appropriate bacteria, the costs of early feeding cessation are not compensated for, which may account for the dichotomous nature of this farming symbiosis. The striking convergent evolution between bacterial husbandry in social amoebas and fungus farming in social insects makes sense because multigenerational benefits of farming go to already established kin groups 盘基网柄菌生活在含丰富有机物的土壤中。当潮湿时，子实体接种的孢子释放单倍体细胞，这些细胞呈现阿米巴的外形和生活方式。它们生活在水膜中，吃细菌，通过二分分裂方式繁殖（营养期，vegetative phase）。只有当食物供给已经耗尽或食物暴露，有干掉的危险时，成百上千的黏菌就向周围发送信号——环腺苷酸小分子cAMP。收到信号的黏菌，也向其周围发送同样的信号。在一片互相收发的信号背景中，自发形成一个聚集中心。大量黏菌聚集后，形成一个多细胞组成的蛞蝓。口语中也称它为“蛞蝓”，科学术语称它为粘聚菌（grex）或假疟原虫（pseudoplasmodium）。蛞蝓被包在一种粘质的、非细胞片物质中，能象一个真正的蛞蝓那样移动。它迁移到一个明亮的地方变成子实体（fruitingbody），子实体由一个基板和一个支持球形新孢子聚集于顶端的茎组成。基板和茎由体细胞构成。体细胞形成由纤维素组成的壁，最后死亡。相反，其中的孢子细胞存活，它们是生殖细胞，其形成和释放都是为了执行无性繁殖的功能。 从大量黏菌以自己为中心向四面发送cAMP信号，最初形成均匀的随机背景，后来突然自发产生一个聚集中心。这是一种以自发对称破缺为特征的非平衡相变，是自组织行为的典型事例。人们对此进行过许多实验和理论研究。 在无性繁殖的生命周期中，网柄菌从单细胞状态到多细胞状态发生了一个非同寻常的转换：大量单个阿米巴集合成一个社会群体，使能适应不利的环境条件。因此，网柄菌是一种由原来独立的单细胞阿米巴形成的“部分时间是多细胞的生物体”。 网柄菌在非正常条件下也会产生奇妙的有性生殖：通过吞噬相邻的阿米巴，两个细胞融合并扩大成一个巨型细胞，这个巨型细胞被包裹在囊内，尔后经过减数分裂和有丝分裂产生新的单倍体阿米巴虫。 图示盘基网柄菌的生命周期。 近年来, 盘基网柄菌 作为异源重组糖蛋白表达载体的研究受到了学术界的重视,已经有多种具有生物活性的复杂糖蛋白成功地得到了表达。通过对表达产物的研究发现, 盘基网柄菌 具有各种翻译后加工机制,例如磷酸化、酰基化及形成GPI(糖基磷脂酰基醇)锚点等,具有类似于高等动物的糖基化修饰能力。与哺乳动物细胞表达载体相比较, 盘基网柄菌 具有培养成本低廉、细胞生长迅速及易于大规模培养的优势。 盘基网柄菌 有可能发展成为一种有重要应用前景的糖蛋白表达载体系统
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