Science|上海生科院王二涛组解决了植物-微生物相互作用的百年难题

喜欢我，就关注我（iNature）

iNature：国际顶级学术期刊《科学》在线发表了我所王二涛研究组关于植物-微生物相互作用的最新研究成果。研究论文“Plants transfer lipids to sustain colonization by mutualistic mycorrhizal and parasitic fungi”首次揭示了在丛枝菌根真菌与植物的共生过程中，脂肪酸是植物传递给菌根真菌的主要碳源形式，并发现脂肪酸作为碳源营养在植物-白粉病互作中起重要作用。

菌根共生是植物与菌根真菌建立的互惠互利的同盟，也是自然界最为广泛的共生形式。植物可通过与菌根真菌共生高效率的从土壤中获得磷和氮等营养；同时植物把20%左右的光合作用产物传递给菌根真菌供其生长。每年大约有50亿吨的光合作用产物通过菌根真菌被固定在土壤中，对整个生态系统的碳氮平衡具有重要的作用。传统理论认为糖是植物为菌根真菌提供碳源营养的主要形式。

图一：脂肪酸是植物传递给菌根真菌的碳源

中国科学院上海植物生理生态研究所的王二涛团队通过稳定同位素标定实验，首次否定了糖是植物传递给菌根真菌主要碳源形式。同时，研究者采用遗传学，分子生物学及代谢生物学的手段研究发现，植物宿主的脂肪酸合成对于丛枝菌根真菌共生是必须的，并且植物合成的脂肪酸能够直接传递给菌根真菌。进一步的研究发现植物基因合成的一类特殊脂肪酸分子，被植物的转运蛋白转运给菌根真菌。该研究系统揭示了脂肪酸是光合作用碳源的主要传递形式，推翻了传统认识，对于理解生态系统的碳氮循环具有重要的意义。

图二：通过阻断植物给菌根真菌提供脂肪酸提高植物抗真菌病害

同时研究还发现，在植物病原真菌相互作用中，病原真菌和寄主植物争夺脂肪酸作为其生长的碳源，进而侵染植物，造成作物的减产。通过降低植物病原真菌相互作用中脂肪酸的转运，能够有效的抑制病原真菌的致病性。该机理的揭示有助于将来选育抗真菌病害作物。该工作是与福建农林大学唐定中研究员和中科院植生所杨琛和陈晓亚研究员合作完成。该工作主要由姜伊娜博士和博士研究生王万晓、谢秋瑾等在王二涛研究员指导下完成。科技部青年973、国家转基因新品种培育重大专项、国家自然科学基金委等资助。

注：解析来源于上海生科院植物生态研究所。

延伸阅读

原文链接

http://science.sciencemag.org/content/early/2017/06/07/science.aam9970/tab-pdf

原文解析

http://www.sippe.ac.cn/news_more.asp?id=4880

猜你喜欢

---

温馨提示：iNature是介绍一流的，最前沿的科研成果，提供专业的完整的同行解析；另外也会介绍全世界知名的实验室及业界大师；同时为公众提供一个了解生命科学及科研过程的平台。扫描或长按下方二维码可关注“Plant_ihuman”，了解科学领域最新研究进展。另外，iNature公众号也开通了“爱科学爱自然”头条号及sibscas科学网博客，欢迎大家关注。

投稿、合作、转载以及招聘信息发布等事宜请联系[e-mail] 或微信号“13701829856”。