Current Biology | 剑桥大学Giles Oldroyd团队综述共生调控:植物如何在饥饿中寻求救赎!
无机磷酸盐是植物生产力最关键的养分之一,但土壤中磷酸盐的利用率通常是有限的。为了克服这一点,植物可以从土壤中直接吸收磷酸盐,或者与丛枝菌根(AM)真菌形成互利共生关系,以糖和脂肪酸换取磷酸盐。尽管近50年来已知高浓度的土壤磷酸盐会抑制AM共生的建立,但磷酸盐影响AM共生体的机制尚不完全清楚。
2022年1月,国际权威学术期刊Current Biology发表了英国剑桥大学Giles Oldroyd教授团队的最新研究成果,题为Symbiotic regulation: How plants seek salvation in starvation的观点综述论文。本文综述了水稻中以磷酸饥饿反应(OsPHRs)为中心的转录调控网络,揭示植物如何将磷酸盐缺乏整合到AM共生体的调控中。
AM真菌和陆地植物建立亲密的共生共生关系,在此期间真菌穿透根表皮,通过细胞间侵染在根部定殖,并形成特征性的、高度分枝的细胞内入侵结构,称为丛枝,进入根皮层细胞(图 1A,C)。在这些结构周围,植物形成了一种特殊的丛枝膜,作为营养交换的界面。这种丛枝的形成依赖于植物和真菌之间的互惠、共生前的交流,它触发了常见的共生信号通路——一种植物信号转导级联,使真菌能够进入根皮层。在这个早期的根表面信号传导之后,根皮层中的丛枝发育随后由包括CYCLOPS、NSP1、NSP2、DELLA1、RAM1、RAD1、DIP1和WRI5A在内的一系列转录因子驱动,这些转录因子能够进行细胞重组,合成丛枝膜和转运蛋白的上调,包括脂质(STR)、磷酸盐(PT11)和铵(AMT3;1)(图 1A)。
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