我國(guó)科學(xué)家在豆科植物-根瘤菌共生固氮研究中取得進(jìn)展

來(lái)源：南京信帆生物技術(shù)有限公司 2016年08月18日 09:29

8月12日，《自然-通訊》（Nature Communications）雜志發(fā)表了*上海生命科學(xué)研究院植物生態(tài)研究所王二濤研究組題為DELLA proteins are common components of symbiotic rhizobial and mycorrhizal signaling pathways 的研究論文。該論文報(bào)道了DELLA是植物-根瘤菌和植物-菌根共生長(zhǎng)中的關(guān)鍵基因，*了植物-微生物共生信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中鈣信號(hào)解析復(fù)合體和轉(zhuǎn)錄復(fù)合體之間的空白。

　　植物能夠與微生物建立互惠互利的共生關(guān)系，一方面植物為微生物提供生長(zhǎng)所必需的碳源，另一方面微生物幫助植物固定氮素或更好地從土壤中吸收磷、氮等元素。王二濤及其團(tuán)隊(duì)之前的研究發(fā)現(xiàn)OsCERK1和RAM2控制早期菌根侵染（Current Biology, 2012; Plant Journal, 2015），并分離了菌根共生的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子復(fù)合體DELLA-DIP1-RAM1（Cell Research, 2014），以及下游控制營(yíng)養(yǎng)交換的HA1基因（The Plant Cell，2014），為農(nóng)作物營(yíng)養(yǎng)利用奠定了基礎(chǔ)。

　　王二濤研究組在前期工作的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步以蒺藜苜蓿為研究材料發(fā)現(xiàn)赤霉素信號(hào)通路中的核心抑制因子DELLA正向調(diào)控了豆科植物與根瘤菌的共生過程。蒺藜苜蓿della三突變體接種根瘤菌后，根瘤不能正常發(fā)育，侵染線形成受到嚴(yán)重的抑制。生化實(shí)驗(yàn)表明DELLA促進(jìn)CCaMK對(duì)IPD3的磷酸化，并形成CCaMK-IPD3-DELLA蛋白復(fù)合體。研究還發(fā)現(xiàn)DELLA與下游的轉(zhuǎn)錄因子NSP2相互作用，進(jìn)而形成DELLA-NSP2-NSP1轉(zhuǎn)錄因子復(fù)合體調(diào)控根瘤共生相關(guān)基因的表達(dá)。進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)證明IPD3-DELLA-NSP2形成一個(gè)蛋白復(fù)合物，暗示DELLA可以作為一個(gè)橋梁蛋白，分別鏈接CCaMK-IPD3和NSP2-NSP1蛋白復(fù)合體，傳遞植物-微生物共生信號(hào)。

　　該研究工作主要由博士后金越和研究生劉歡完成，研究獲得國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃和國(guó)家自然科學(xué)基金的支持

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