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    研究揭示豆科植物共生固氮新機(jī)制

    放大字體  縮小字體 時(shí)間:2025-05-09 15:36 來源:中國科學(xué)院 原文:
    核心提示:近日,中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心王二濤團(tuán)隊(duì)揭示了細(xì)胞質(zhì)類受體激酶MtLICK1/2在豆科植物與根瘤菌共生信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和免疫調(diào)控中的雙重功能,拓展了科學(xué)家對共生與免疫交叉新領(lǐng)域的認(rèn)知。
      近日,中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心王二濤團(tuán)隊(duì)揭示了細(xì)胞質(zhì)類受體激酶MtLICK1/2在豆科植物與根瘤菌共生信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和免疫調(diào)控中的雙重功能,拓展了科學(xué)家對共生與免疫交叉新領(lǐng)域的認(rèn)知。
     
      在復(fù)雜的土壤環(huán)境中,植物生長既包括可以和植物建立共生關(guān)系的有益菌,又包括導(dǎo)致植物病害的病原菌。其中,根瘤菌可以和豆科植物建立共生關(guān)系,將大氣中的氮轉(zhuǎn)化為植物可利用的銨,而植物則為根瘤菌提供光合產(chǎn)物作為碳源,二者互利共生。與之相反,病原微生物威脅著植物健康和作物產(chǎn)量。因此,豆科植物如何區(qū)分根瘤菌與病原菌,在建立共生關(guān)系的同時(shí)保持免疫防御能力,是植物生物學(xué)領(lǐng)域的未解之謎。
     
      建立豆科植物-根瘤菌共生關(guān)系的核心在于植物對微生物分泌共生信號的識別。其中,植物細(xì)胞表面的受體激酶如MtLYK3和受體蛋白MtNFP識別根瘤菌分泌的結(jié)瘤因子,啟動(dòng)共生信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。然而,關(guān)于MtLYK3和MtNFP受體復(fù)合體如何激活共生信號通路仍然未知。該研究發(fā)現(xiàn),細(xì)胞質(zhì)類受體激酶MtLICK1/2與MtLYK3特異性相互作用,在根瘤共生過程中通過相互磷酸化激活結(jié)瘤因子受體復(fù)合物,從而啟動(dòng)共生信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。
     
      進(jìn)一步,該研究揭示了MtLICK1/2在“共生-免疫”調(diào)控中的雙重功能。一方面,作為結(jié)瘤因子信號通路的關(guān)鍵組分,MtLICK1/2的激酶活性直接受結(jié)瘤因子調(diào)控,進(jìn)而控制根瘤菌侵染和根瘤器官發(fā)育;另一方面,MtLICK1/2在根瘤菌侵染區(qū)被激活,有效抑制植物免疫反應(yīng),如MAPK的激活、活性氧的爆發(fā)以及免疫相關(guān)基因的表達(dá)。這一免疫調(diào)控機(jī)制確保了共生關(guān)系的建立,維持了植物基礎(chǔ)免疫能力,詮釋了豆科植物如何在“共生-免疫”這一看似矛盾的生命過程中取得平衡。
     
      5月6日,相關(guān)研究成果以A kinase mediator of rhizobial symbiosis and immunity in?Medicago為題,發(fā)表在《自然》(Nature)上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金和中國科學(xué)院相關(guān)項(xiàng)目等的支持。
    日期:2025-05-09
     
     地區(qū): 中國
     標(biāo)簽: 中國 免疫
     科普: 中國 免疫
     
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