2020年尼康小世界显微摄影比赛的获胜者
我们很荣幸有机会采访2020年尼康(Nikon)小世界显微摄影比赛的获胜者，Vasilis Kokkoris博士。 Kokkoris博士是研究丛枝菌根（AM）真菌的专家。这些真菌具有强大的生存能力，并且存在于地球上至少6亿年。在解开这些真菌秘密的过程中，Kokkoris博士捕获到令人惊叹的图像。他的获奖图像”AM真菌多核孢子和菌丝的合成图像” 是100多幅来自各种焦平面的图像所汇编出的成果。这张清晰细致的图像，能让我们看到真菌的孢子和菌丝内有著高度复杂的细胞核组织和结构。在接下来的采访中，你将可以通过Kokkoris博士所提供的图像以及详细解说来了解他的研究。
问：祝贺你最近赢得了2020年尼康小世界显微摄影比赛。请与我们分享你的获奖作品和使用的技术。
答：非常感谢，能成为2020年尼康小世界显微摄影大赛的顶尖获奖者并与世界分享真菌之美是我的荣幸。除了获奖的图像，我想分享更多使用相同技术所拍摄的图像，这些图像也是我的最爱（图像1-3）。所有图像（包括获奖图像）均显示了一组丛枝菌根（arbuscular mycorrhizal fungus, 简称AM）的菌丝和孢子。我是使用共聚焦显微镜来创建这些图像。共聚焦显微镜使用荧光光学仪器来揭示细胞的特定特征。就我的图像而言，我使用共聚焦显微镜观察了AM真菌孢子和菌丝的形态和核数。每单个彩色亮点都显示一个细胞核。每个图像都是在不同的焦点深度所拍摄，并由数百幅图像所汇编而成。如此，我们可以在图像上应用颜色来从事编码，例如，蓝色离观察者更近，而红色则向后靠。这种所谓的“伪彩色”产生了深度效果，可以为数据分析提供更好的图像，同时还提供了令人难以置信的艺术效果。
问：请与我们分享你的背景和专业知识，这些背景和专业知识如何启发你对显微摄影产生兴趣。
答：从12岁开始，我就对显微镜产生极大的兴趣，那时我父母给了我一台显微镜。它可能只是给小孩子玩的玩具，但仍然可以将标本放大到40倍。我会收集植物，昆虫，岩石以及几乎所有可以在显微镜下观察的标本。后来，从大学的第一天起，我就可以进入生物实验室（当时我是大学本科生），即使我的研究不需要用到显微镜，我也会尝试使用显微镜。我可以探索人眼看不见的世界，这一事实令我激动且兴奋。我会花几个小时观看样本并草绘我在从显微镜下所观察到的形状和结构。多年来，我使用了很多复式和解剖式示波器，但最近，在渥太华大学和加拿大渥太华农业与农业食品研究与开发中心担任博士后研究员后，我能够使用高级显微镜设备，例如共聚焦，扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）。当我看到用这些技术所产生的图像时，我知道我必须与科学界和公众分享AM真菌的美。
问：你为什么喜欢研究真菌，尤其是丛枝菌根（AM）真菌？在你的研究中，你是采用什么方法，特别是有关下一代DNA测序？
答：从我发现第一个蘑菇的那刻起，我就一直试图了解真菌在大自然界中如何发挥作用，以及与其他生物的相互作用关系。真菌王国一直吸引着我。尽管当我们想到真菌时，通常会想到蘑菇，腐烂的食物或真菌感染，但真菌对人类的贡献却超出想像。真菌塑造了我们的世界，无处不在。他们是分解者，负责营养循环。它们可以分解有机物以及难以消化的物质，如木材和纤维素之类的物质，并将营养以简单的形式返回到其他生物可以利用的环境中。真菌对医学也非常重要。它们能够自然产生攻击细菌的抗生素。其中有著名的青霉素，它在人类历史上具有重要的作用。除医学外，真菌在食品工业中也起着至关重要的作用。奶酪，面包，啤酒，葡萄酒和更多其他产品都是真菌发酵的结果。真菌的另一个重要用途是农业，这也是我的研究重点。作为动物病原体的真菌物种可以用来防治害虫。例如，它们可以攻击对农业环境构成危害的特定昆虫。但是有一种特殊的真菌称为“丛枝菌根（AM）真菌”，它与大多数陆地植物都有所关联，并且可能成为农业可持续性的关键。如你所知，真菌的研究是无止境的，多方向的，并以极多样的方式服务于人类，这绝对令人兴奋。
我采用多种方法研究AM真菌。其中一些研究用于协助对真菌性状进行可视化和定量，而另一些研究则用于解悉其拥有的遗传秘密。我喜欢探索非常规工具，这些工具原本不是要用于研究真菌，但被用来研究该领域时，可以提供宝贵的信息。例如，在最近的一项研究中（Kokkoris et al 。，2019a），我使用了神经元作图工具来量化AM真菌的菌丝生长（图4）。在另一项研究中（Kokkoris＆Hart，2019a），我使用了检查根系形态的工具来量化根内AM真菌的存在。最近，我使用高级显微镜（Confocal显微镜和扫描电子显微镜）来检查AM真菌的核动力学及孢子的结构（Kokkoris等，2020）。你会看到，AM真菌具有令人难以置信的独特核动力学。它们的整个菌丝网络是一个单一的细胞（我们称为腔胞菌丝体），成千上万个核都相互连接，像汽车一样在繁忙的高速公路上双向移动。如在共聚焦图像中所见，它们以类似的方式在每单个孢子中积累数百个核。它们孢子中的核数非常的高，以至于无法与任何其他真菌相比。如果有人有兴趣了解有关AM真菌中，细胞核动力学的更多信息，可以看看我们最近发表的综述，其中我们汇编了所有可用信息（Kokkoris等，2020）。我正在研究的项目旨在通过使用下一代DNA测序从单核中提取遗传信息。这些技术可以为我们提供每种生物的完整遗传密码。获得此代码将使我们对这些真菌的进化和功能有更深入的了解，有助于我们更好地了解它们与植物的相互作用以及在何种条件下，我们所期望改善的共生功效
问：请向我们解释什么是植物共生体以及它们在生态系统中的重要性。
答：直到近几年，我们才能确定AM真菌的重要性，尽管它们已经存活了至少6亿年。 AM真菌定植在大多数的陆地植物的根部，据信它们曾经帮助植物从水过渡到土地，这是5亿年前发生的事件。真菌和植物根组织的合成称为“菌根”。该词起源于希腊语，是“μύκης”和“ρίζα”两个词的组合，翻译为“真菌”和“根”，确切地描述了这种独特的共存。这种共生非常普遍，以至于从任何环境中挖出的根，很可能都是菌根。在生物学中，两种不同生物之间的紧密相互作用被称为“共生”，这是另一个希腊语，意为“共同生活”。因此，菌根是一种共生体，而AM真菌被认为是植物共生体。当我们听到共生时，我们通常会想到它们在进行有益的互动，但并非总是如此。共生有多种类型，它们是根据每个交互伙伴获得的收益或损害来定义的。例如，附着在我的狗身上的小蜱虫，也显示出共生。在这种情况下，只対蜱虫有益，而我的狗却失血了，并且可能会患上许多疾病。这种共生类型被称为“寄生”。在菌根的情况下，共生导致互惠互利（对真菌和植物均有利），这被称为“互惠互利”。在菌根共生中，真菌从植物中获取碳，并以植物难以获得的营养素（尤其是磷和氮）偿还。但是他们对生态系统的贡献并不会因为两个合作伙伴之间的改善养分关系而停止，它们可以保护其合作伙伴免受多种环境压力（例如盐度，重金属污染等）的影响，使植物能够在无法生长的环境中生长或者在其他方面蓬勃发展。它们还通过增加聚集体的稳定性来改善土壤物理环境，甚至影响植物与其他生物的相互作用，例如通过保护植物免受病原体侵害或影响植物与传粉媒介的关系。
问：在你的研究中，是否有任何真菌的行为现象可能使我们警觉，如真菌数量下降或其他因素？
答：真菌似乎具有很好的生存能力和极高的分散能力，因此具有非常好的韧性。但是仍有许多物种等待发现和观察。估计表明，地球上有超过300万种真菌，而到目前为止，只有不到200.000种被观察描述。因此，很难估计有多少物种（特别是由于人为的活动）而濒临灭绝。我们知道AM真菌会因为农业的活动（例如耕作，施肥，杀真菌剂）所迼成的土壤扰动而减少。这就是含有AM真菌的商业接种剂能够发挥作用的地方。我们可以添加这些产品来恢复土壤中的AM真菌数量，但是根据最近的实践，这种商业用途需要更多的研究，来确保它不会引起任何不良后果。例如，我在博士学位期间进行的先前研究表明，在实验室中大量生产这种真菌的方法可能会使它们对植物的不利性降低（Kokkoris等，2019a; Kokkoris＆Hart，2019a，b）。此外，如果不希望商业AM真菌扩散到自然生态系统中（我们称之为入侵）（Kokkoris 等，2019b），则商业AM真菌可能不如本地野生AM真菌対野生植物那么有益。 （Kokkoris et al。，2019c）
问：你相信希腊教义的一种古老教学法，称为Pedagogy。你能详细说明这种哲学对你的意义？这种教学形式是否包括推理和演绎？
答： “Pedagogy”一词起源于古希腊，意思是“教育，教风俗和辅导青少年”。几个世纪以来，这种教学法失去了它的全部含义，现在大多转化为“教学”。更精确地说，这意味着“教学”是为了测试。大多数现代教育系统的构建都偏向于非常特定的技能，例如有效的短期记忆，竞争行为和对压力的忍耐力，而这些技能都只是有限的，不能反映个人的真正能力。创造力是什么？道德又是什么？美德如何发展？教育制度的目的，难道不是应该帮助学生塑造完整的个性吗？教育不应该仅是挑战记忆技能。除了知识转移外，它还应该为人格发展创造有利的条件。我坚信，我们需要在教育中实施“哲学教学”。它的宗旨是在创造一个促进创造性思维和创造性想像的环境。可以通过在可能的情况下，将其变成个性化的学习经验，通过诚实和热情来激发和激励学生，并且永不停止地学习和发展自我，从而实现这一目标。例如，假设学生必须进行一项生物学实验，这需要大量的努力才能达成，需要重复的测量并且非常的耗时。我们可以设法让学生了解如何从每一个步骤中学到什么，而不是让整个过程变得无聊，无用且只是为了追求高分。我并不是指在细胞上可能发生的生物学意义或生化过程。我指的是通过这一过程可以发展的优点。它可以是对实验中的生物产生尊重，进而对所有生命产生敬爱，它可以是耐心的训练，了解秩序的重要性，重复的价值和力量，清洁的必要性，对时间的尊重，合作性和社交性的发展，以及更多。 “聪明”和“社交上的聪明或同情”之间或“受过教育”和“道德”之间，存在着根本的差异。我所奉行的哲学教学是弥合这些差异并通过塑造完整的个体来为我们的社会提供最终的服务。这种教学方法适用于教师和学生。
问：除了研究和教学之外，请与我们分享你其他的兴趣和爱好。
答：我想保持身心忙碌。我喜欢学习新事物，无论是新运动还是新技能，还是通过阅读书籍来探索现实世界，或是虚拟世界。最重要的是，我对音乐充满热情。我喜欢弹奏和作曲，尽管最近的科学研究让我忙得不可开交。我正在平衡我的两项最爱，使其达到健康和创造力的高水平。希望在不久的未来，除了科学和显微摄影图像外，我也将能够分享一些我自己的音乐。
问：请与我们分享你未来的研究计划。除了当前的研究之外，你还想探索其他任何科学领域吗？
答： AM真菌在我的未来研究中将永远占有一席之地。关于这些重要的共生体，仍然有许多悬而未决的问题，我愿意在多个层面（遗传学，生理学，形态学和生态学）中发现更多它们的秘密。除了菌根真菌外，我还有兴趣研究另一类称为真菌内生菌的真菌共生体（再次与植物共生）。这组真菌能够产生具有高治疗价值的化合物。
参考文献
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Kokkoris V，Hart MM。 2019年体外培养对单株丛枝菌根真菌共生特性和功能变异的作用。真菌生物学123：732–744。 https://doi.org/10.1016/j.funbio.2019.06.009
Kokkoris V，哈特M.2019b。丛枝菌根真菌的体外繁殖可能会推动真菌的进化。微生物学前沿10. https://doi.org/10.3389/fmicb.2019.02420
Kokkoris V，Li Y，Hamel C，Hanson K，Hart M.2019b。建立商业性丛枝菌根真菌接种剂的部位特异性。全面环境科学660：1135–1143。 https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.01.100
Kokkoris V，Hamel C，Hart MM。 2019c。作物对野生植物的菌根反应（R Aroca，编辑）。 PLOS ONE 14：e0221037。 https://doi.org/10.1371/journal.pone.0221037
Kokkoris V，Stefani F，DalpéY，Dettman J，Corradi N. 2020年。丛枝菌根真菌中的核动力学一种在一个细胞中携带数千个核的真菌。植物科学趋势2020. https://doi.org/10.1016/j.tplants.2020.05.002
我们衷心感谢Kokkoris博士对其研究的详尽解释。不但内容充实，又具有教育意义。希望未来我们能够听到并看到更多有关他的音乐和研究。
Kokkoris博士的网站