Current Biology | 英国剑桥大学研究揭示丛枝菌根真菌诱导植物侧根发育的机制！

植物的根包括一个广泛分支的侧根网络，用于固定、水和营养物质的吸收。因此，侧根的形成和出现的速度是由基质、水和营养物质的可用性决定的。此外，大多数陆地植物的根系被Glomeromycotina亚门的丛枝菌根（AM）真菌定殖。在这种互利的共生关系中，真菌菌丝作为一个"扩展的根系"，从根系到达的地方以外的土壤中获取矿物营养。此外，植物根系本身在植物与真菌的相互作用中被调节，产生更多的侧根。由于侧根被优先定殖，它们的丰度增加导致互动的界面扩大。

2022年9月16日，国际权威学术期刊Current Biology发表了英国剑桥大学Uta Paszkowski（PNAS | 英国剑桥大学揭示植物和共生真菌之间古老关系的新亮点：一种菌根相关的受体类激酶！PNAS | 植物膜受体如何在共生和免疫信号之间取得微妙的平衡？eLife | 宾夕法尼亚州立大学通过宿主反应的遗传结构揭示了丛枝菌根对玉米栽培的重要性！Genome Research | 剑桥大学研究揭示丛枝菌根真菌扩展基因库以适应生态位的机制!）团队的最新相关研究成果，题为Arbuscular mycorrhizal fungi induce lateral root development in angiosperms via a conserved set of MAMP receptors的研究论文。

根系在对环境刺激的反应中调节其分支模式。单子叶植物和双子叶植物的侧根发育在接种丛枝菌根（AM）真菌时得到加强，这被解释为对特定的、激活共生体的几丁质信号的发育反应。在这篇文章中，科研人员报告说，一般的而不是共生体特定的、几丁质衍生的分子触发侧根的形成。科研人员证明这种发育反应需要著名的微生物相关分子模式（MAMP）受体--几丁质诱导因子受体激酶1（CERK1），在水稻、蒺藜苜蓿和百脉根以及AM真菌的非宿主拟南芥中，进一步支持整个被子植物广泛保守的信号传导机制。科研人员利用水稻突变体在独脚金内酯生物合成和信号传导方面的缺陷，表明独脚金内酯信号传导对于调节这种发育反应是必要的。水稻CERK1与几丁质诱导因子结合蛋白（CEBiP）或结瘤因子受体5（NFR5）一起分别在免疫和共生信号中起作用；然而，对于侧根反应，需要所有三个LysM受体。因此，科研人员的工作揭示了LysM受体在植物中整合MAMP感知和发育反应的一个被忽视的但却是保守的作用，这种能力可能影响根和根际生物群之间的互动。

图1 丛枝菌根真菌诱导水稻侧根原基的形成

图2 丛枝菌根真菌促进侧根发育的诱导因子和受体

图3 水稻独脚金内酯的生物合成和信号传递是侧根发育所必需的，由丛枝菌根真菌促进

图4 丛枝菌根真菌促进不同被子植物的侧根发育，需要几丁质诱导因子受体激酶进行信号转导，导致侧生器官形成

图5 参与丛枝菌根真菌诱导的侧生器官形成的受体的概念性概述

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