物理科技生物学-PHYICA

“激动人心的生物学”揭示了根瘤菌内生共生演化天外飞仙演员表的中心事件

生物 2022-04-19 00:03:10

中国科学院刘佳 根瘤,每一个都含有数十亿根瘤菌

信用:公共领域 与大多数陆生植物不同,豆科植物可以与固氮根瘤菌形成根瘤共生

豆科植物根瘤的解剖在17世纪被描述,根瘤细胞在19世纪被发现为固氮的内生根瘤菌宿主

豆科植物的皮层在发育上不同于非豆科植物的皮层:它可以对植物激素或根瘤菌的共生信号作出反应而去分化,从而使根瘤的新器官发生适应固氮根瘤菌

尽管如此,为什么共生固氮仅限于相对较少的植物物种,主要是豆科植物,仍然是未知的

在《自然》杂志网上发表的一项研究中,教授领导的一个研究小组

中国科学院分子植物科学卓越中心的王二涛发现,豆科植物蒺藜苜蓿皮层细胞中的古短根稻草人干细胞程序为新的根瘤器官发生指明了它们独特的命运

为了确定豆科植物皮层细胞分裂反应背后潜在的遗传途径重编程事件,研究人员为M

元宝枫和阿

并发现MtSCR报告基因在M

截形内皮层、皮层和表皮,与甲形成鲜明对比

thaliana AtSCR

遗传数据表明,scr和scr/scl23突变体的根瘤形成大大减少,根瘤形成过程中皮层细胞分裂需要根皮层中scr的表达

此外,研究人员发现MtSHR1/2的表达局限于中柱,类似于甲状旁腺素受体的表达模式

拟南芥

有趣的是,MtSHR-GUS融合蛋白在中柱和内皮层之外的表皮和皮层中积累GUS染色

遗传数据表明,在结节形成过程中,皮质细胞分裂需要皮质细胞特异性积累的线粒体呼吸链

根瘤菌点接种和细胞分裂素处理表明皮层细胞表达MtSHR-mtschr对照M

截形根皮层细胞分裂能力

进一步的研究表明,根瘤菌信号导致皮层细胞和根瘤原基中MtSHR-mtschr的积累

在M细胞中普遍过表达的MtSHR

元宝枫毛状根促进皮层细胞分裂并形成假根瘤,无需接种根瘤菌

这些数据共同表明,古老的自发性高血压大鼠-选择性催化还原干细胞计划为新的结节器官发生指明了豆类皮层细胞的命运

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