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      豆科植物如何容納兩個不同的微生物伙伴
      
			
      
				2019-03-02 10:40:39
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      豆類和豆類等豆類與固氮細(xì)菌，根瘤菌形成了親密互利的伙伴關(guān)系(共生)。該植物受益于增加的氮供應(yīng)，由根瘤菌從空氣中“固定”，而細(xì)菌受益于特殊結(jié)構(gòu)內(nèi)的保護(hù)性調(diào)節(jié)，稱為根瘤，從寄主植物提供養(yǎng)分。在許多植物物種的根和土壤真菌(稱為菌根真菌)之間形成不同類型的共生。兩種類型的復(fù)雜植物 - 微生物相互作用對于為植物提供營養(yǎng)是至關(guān)重要的，但是這些共生關(guān)系如何發(fā)展的許多細(xì)節(jié)仍不清楚。
      

      豆科植物如何容納兩個不同的微生物伙伴
      

      筑波大學(xué)的研究人員與其他兩所日本大學(xué)合作，揭示了控制根與微生物共生背后發(fā)育過程的機(jī)制拼圖中的關(guān)鍵部分。該小組確定了一個基因，該基因在控制豆科植物根系如何為根瘤菌建立細(xì)胞調(diào)節(jié)方面起著關(guān)鍵作用，這在PLOS遺傳學(xué)的最新出版物中有所描述。
      

      當(dāng)基因在突變植物中失活時，根部產(chǎn)生的固氮結(jié)節(jié)顯著減少，因為細(xì)菌的通常(細(xì)胞內(nèi))進(jìn)入途徑(稱為感染線)在根細(xì)胞中不能正常發(fā)育。然而，當(dāng)細(xì)菌通過根細(xì)胞之間的不同(細(xì)胞間)途徑進(jìn)入時，少數(shù)結(jié)節(jié)確實發(fā)生，比正常情況晚幾周。
      

      該團(tuán)隊將該基因命名為共生體(lan)。他們發(fā)現(xiàn)它在突變體中失活，并發(fā)現(xiàn)它與其他植物物種中的基因密切相關(guān)。它被認(rèn)為編碼一種蛋白質(zhì)，該蛋白質(zhì)在其他調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)(稱為介體)的復(fù)合物中起作用，以控制許多基因和過程的表達(dá)。這是該基因參與控制植物 - 微生物相互作用的第一份報告。
      

      相應(yīng)的作者Takuy??a Suzaki說：“我們使用了豆科植物蓮藕(Lotus japonicus)，它可以快速生長和繁殖，并且比大多數(shù)作物植物具有更小，更簡單的基因組。” “我們的研究方法包括基因改造，使用熒光染料通過顯微鏡研究植物的解剖學(xué)，基因組測序，以及使用最新的基因編輯技術(shù)生產(chǎn)突變植物。”
      

      lan基因不僅對于與根瘤菌的共生很重要：該團(tuán)隊表明該基因也是與菌根真菌共生所必需的。
      

      “這項研究表明，單一控制系統(tǒng)可以建立兩種對植物營養(yǎng)很重要的完全不同的共生體，”Suzaki說。“我們的研究結(jié)果對于了解植物發(fā)育過程如何協(xié)調(diào)具有更廣泛的意義。”
      
			

			
        
      
			
      
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