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Nature Plants | 波兰科学院揭示豆科植物-根瘤菌共生固氮建立受细胞分裂素转运调控!

知今 Ad植物微生物 2022-11-03

ATP结合盒(ABC)蛋白是一种进化上古老的、多功能的、在所有生物体内运行的常见转运系统。这些蛋白质构成了一个庞大的家族,在系统发育上分为八个簇,即ABCAABCI亚家族(ABCH在植物中不存在)。ABCG亚家族的成员最近出现了作为植物激素在植物组织内向外部环境传递的转运者。在这些植物激素中,细胞分裂素(CKs)对植物的多种生理和发育过程至关重要。越来越多的证据强调了植物激素,特别是细胞分裂素(CKs)在固氮共生中的重要作用,无论是在结瘤的初期还是后期(Nature | 突破!中科院植生所王二涛团队揭示豆科植物与根瘤菌共生固氮的关键模块!Science | 重磅!剑桥大学Giles Oldroyd课题组阐述植物通过共生微生物促进养分吸收!PNAS | 加拿大麦克马斯特大学研究揭示根瘤菌共生所需的最小基因集!Trends in Plant Science | 氮系统信号传导:从共生结瘤到根系吸收!尽管有大量研究表明CK在结瘤中起着核心作用,但CK转运在共生中的重要性尚不清楚。

2021322日,国际权威学术期刊Nature Plants发表了波兰科学院生物有机化学研究所Michał Jasiński团队的最新相关研究成果,题为Early stages of legume–rhizobia symbiosis are controlled by ABCG-mediated transport of active cytokinins的研究论文。



在这篇文章中,科研人员展示了结瘤早期阶段全尺寸ATP结合盒(ABC)转运蛋白ABCG56的作用。MtABCG56在根和根瘤中表达,在用共生菌、分离的Nod因子和CKs处理后,其信使RNA水平增加,并在表皮和根皮层中积累。MtABCG56ATP依赖性方式通过质膜输出生物活性CKs,它的破坏会导致结瘤受损。科研人员的数据表明,ABCG介导的细胞分裂素转运对于正确建立固氮结瘤非常重要。


1MtABCG56是共生过程中表达的根和根瘤特异性基因

2MtABCG56PM细胞分裂素的输出者

3MtABCG56影响细胞分裂素信号通路和细胞分裂素稳态

4MtABCG56调控结瘤效率
 

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