Plant Cell | 中科院植生所王二涛和Jeremy Murray团队综述菌根和根瘤共生的创新与应用！

在被子植物中，植物的两个最重要的有益相互作用是丛枝菌根 (AM) 共生和结瘤共生。这些相互作用对陆地生态和农业的重要性是巨大的，尽管豆科植物模型系统和基因组学的兴起推动了近20年的研究进展，但我们对这些相互作用的理解仍有很长的路要走。尽管如此，在微生物信号感知（包括与免疫途径的串扰）和系统信号传导（将共生侵染与植物养分稳态相结合）领域已经取得了巨大的进展。最近，在了解共生侵染的过程和机制以及从侵染到共生的营养获取阶段的过渡调节方面取得了进展。本文回顾了这些领域的进展，重点关注菌根和根瘤共生在哪里重叠，它们在哪里分歧，以及这些系统是如何进化的。

2022年2月14日，国际权威学术期刊The Plant Cell发表了中科院上海植生所王二涛（Cell | 一箭双雕！重磅研究揭示植物磷信号网络调控菌根共生的分子机制！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！PNAS | 中科院王二涛团队揭示受体竞争可以区分水稻的共生和免疫信号！Current Biology | 中科院分子植物卓越中心王二涛团队揭示植物共生结瘤的信号转导机制！）团队和Jeremy Murray（Science | 研究揭示豆科植物如何为根部的共生细菌提供氧气！）团队的最新相关研究成果，题为Innovation and Appropriation in Mycorrhizal and Rhizobial Symbioses的综述论文。

大多数陆地植物受益于与菌根真菌的内共生相互作用，包括豆科植物和一些也与内共生固氮细菌相互作用形成根瘤的非豆科植物。除了这些有益的相互作用之外，植物还不断暴露于潜在的病原微生物中：区分朋友和敌人是植物生存的主要决定因素。最近的研究揭示了如何区分来自病原体和共生体的一些关键信号。一旦通过了这个检查点并识别出兼容的共生体，植物就会协调宿主中两种类型特殊结构的连续发育。第一个用于介导侵染，第二个稍后出现，用作复杂的细胞内营养交换界面。这些共生体的信号通路和下游侵染成分的重叠反映了它们的进化相关性和这两种相互作用的共同要求。然而，共生体的不同输出，磷酸盐吸收与固氮，需要根本不同的成分和物理环境，并且需要分别招募不同的调节蛋白NLP和PHR用于结瘤和菌根化。

图. 共同的共生信号传导途径

图. 成熟的丛枝和根瘤

图. 共生侵染结构的形成与调控

图. 结瘤和菌根化的自动调节

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