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蔬菜所在揭示生长素介导番茄丛枝菌根共生的分子调控机制方面取得进展

时间:2021-11-12 17:06 来源:蔬菜所 【字体:

  大多数陆生植物可以与丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizal,AM)真菌建立共生关系,以提高对外界环境的适应能力。AM共生对宿主植株体内激素水平和抗性都会有很大影响,越来越多的研究着重于在分子水平上解析AM共生中关键基因如何调控菌根共生,并广泛的应用到农业生产上,达到作物增产、抗性提高、土壤改良的目的,对农业生产和生态环境具有指导意义。

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  近期,蔬菜所研究发现丛枝菌根定殖促进番茄根系生长素响应和IAA积累,并证明了IAA酰胺合成酶SlGH3.4通过维持胞内生长素稳态负调控菌根定殖和丛枝形成。相关内容于2021年10月29日在国际著名学术期刊《Plant Cell and Environment》(SCI大类一区,IF 7.228)上在线发表,题目为“Auxin-mediated regulation of arbuscular mycorrhizal symbiosis : A role of SlGH3.4 in tomato”。蔬菜所陈潇博士为论文第一作者,该研究与南京农业大学资源与环境科学学院徐国华教授团队合作完成,作物遗传与种质创新国家重点实验室陈爱群教授为论文通讯作者。

  该团队前期报道过番茄GH3基因家族成员SlGH3.4编码一个IAA酰胺合成酶,该基因受外源IAA处理和AM真菌共生的强烈诱导表达。经功能验证发现,SlGH3.4功能缺失突变体slgh3.4根系的AM真菌丛枝侵染率和游离态IAA含量均显著增加。相反,SlGH3.4在番茄或水稻中的组成性过表达导致菌根根系IAA含量、总定殖水平和丛枝丰度的降低。进一步检测发现,一些参与AM形成或病原菌侵染抗性相关的生长素诱导型扩展蛋白基因在slgh3.4SlGH3.4过表达菌根根系中分别显示上调和下调,表明SlGH3.4介导的扩展蛋白基因的调控可能也参与了AM共生的调节。该研究结果表明内源IAA含量与菌根化水平尤其是丛枝着生率呈正相关,并且说明了SlGH3.4介导的生长素稳态和扩展蛋白基因的调控参与AM发育的精细调控。

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  SlGH3.4组成型过表达对番茄菌根定殖和IAA积累的影响

  

       该研究得到了国家自然科学基金项目(32102484),科技创新战略专项资金(高水平农科院建设)优秀博士等项目资助。

  原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pce.14210