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      側(cè)根發(fā)育途徑在豆科植物根瘤形成中的恢復(fù)
      
			
      
				2019-11-29 14:26:34
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      豌豆和其他豆科植物的根部形成球形或圓柱形結(jié)構(gòu)(稱(chēng)為結(jié)節(jié))，與細(xì)菌建立了互利的關(guān)系，細(xì)菌將大氣中的氮轉(zhuǎn)化為豆科植物可用的養(yǎng)分。根瘤共生使豆類(lèi)能夠在大多數(shù)非豆科植物無(wú)法生存的氮限制條件下生長(zhǎng)。日本的研究人員現(xiàn)在對(duì)共生關(guān)系如何演變有了更好的了解。
      

      側(cè)根發(fā)育途徑在豆科植物根瘤形成中的恢復(fù)
      

      他們于2019年11月在《科學(xué)》雜志上發(fā)表了他們的研究結(jié)果。
      

      美國(guó)國(guó)立基礎(chǔ)生物學(xué)研究所的論文作者Takashi Soyano說(shuō)：“我們著手了解豆類(lèi)如何獲得形成根瘤的能力，這對(duì)于建立宿主和固氮細(xì)菌之間的共生關(guān)系至關(guān)重要。” “我們的發(fā)現(xiàn)闡明了豆類(lèi)如何獲得產(chǎn)生根瘤的能力。”
      

      根瘤通常是對(duì)一種稱(chēng)為根瘤菌的細(xì)菌作出反應(yīng)而形成的。豆科植物已進(jìn)化出基因，專(zhuān)門(mén)告訴宿主細(xì)胞存在根瘤菌，從而觸發(fā)了根瘤的形成，但目前尚不清楚這些遺傳因素如何觸發(fā)這些根器官的發(fā)育。
      

      研究人員使用豆科植物蓮花(Lotus japonicus)模型研究了這種器官的發(fā)育，并發(fā)現(xiàn)這是通過(guò)參與側(cè)根形成的基因而發(fā)生的。通常，由于水和養(yǎng)分在土壤表面趨于密集，因此植物會(huì)發(fā)育出側(cè)根而不是垂直的深根。
      

      “這種基因稱(chēng)為ASL18a，是從大多數(shù)植物共有的側(cè)根發(fā)育計(jì)劃中選出的，在存在根瘤菌的情況下形成根瘤，” Soyano說(shuō)。
      

      ASL18a和NF-Y這兩個(gè)基因的協(xié)同作用對(duì)于誘導(dǎo)細(xì)胞分裂形成根瘤是必不可少的。當(dāng)存在根瘤菌時(shí)，另一種稱(chēng)為NIN的基因?qū)ｉT(mén)指導(dǎo)ASL18a和NF-Y協(xié)同工作。據(jù)Soyano稱(chēng)，豆類(lèi)中的ASL18a具有與NIN結(jié)合的調(diào)節(jié)元件，并允許基因之間的協(xié)同工作。
      

      Soyano說(shuō)：“根器官的發(fā)育是通過(guò)各種信號(hào)成分和途徑之間復(fù)雜的相互作用來(lái)嚴(yán)格控制的。” “獲取該元素可能導(dǎo)致該基因募集到根瘤形成中。”
      

      接下來(lái)，Soyano和他的團(tuán)隊(duì)計(jì)劃研究側(cè)根的發(fā)育和共生特異性途徑如何相互影響，以幫助形成根瘤。
      

      “對(duì)這兩種途徑如何整合的詳細(xì)研究可以為深入理解豆科植物的進(jìn)化途徑提供重要的見(jiàn)解。” y野說(shuō)。
      

      他還指出，這種根瘤形成的基本分子機(jī)制也可能存在于其他植物中，例如西紅柿，并且可能導(dǎo)致根瘤共生在可持續(xù)農(nóng)業(yè)實(shí)踐中的應(yīng)用。
      
			

			
        
      
			
      
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