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我校学者在菌根互作糖分输出机制研究取得进展


文章作者:www.clickbmx.com 发布时间:2020-02-01 点击:1093



南湖新闻网(通讯员安简雍)近日,我校教育部园艺植物生物学重点实验室潘志勇研究组在《新植物学家》杂志上在线发表了一篇题为《与丛枝菌根共生维持期有关的蒺藜苜蓿甜味转运蛋白》(Medicago truncaula SWEET Transporter)的论文,鉴定了宿主植物糖产量中涉及的甜味蛋白,并影响菌根共生。

地球上80%的陆地植物可以与菌根真菌形成互惠共生关系。菌根的形成取决于植物两侧养分的平等交换。根系获得菌根真菌提供的水和矿物质营养,而菌根真菌获得植物提供的碳水化合物,即糖和脂肪酸。然而,尚不清楚糖是如何从宿主植物转移到细菌的。

作者在早期柑橘菌根共生研究中发现糖转运体SWEET可能与菌根共生有关。在此基础上,作者利用蒺藜苜蓿模型系统研究了SWEET基因在菌根中的表达。发现SWEET 1b基因家族成员的转录本由菌根真菌诱导,在丛枝细胞中富集和表达。亚细胞定位分析表明,SWEET1b-GFP融合蛋白浓缩物位于前丛状膜,即植物细菌的营养交换膜。酵母己糖突变体中异源表达互补实验证明SWEET1b转运葡萄糖;SWEET1b的过量表达促进菌根中菌丝的生长。有趣的是,这两个SWEET1b基因插入突变体并没有表现出明显的菌根缺陷表型,但基于Mtsweet1b B57a/G58D在丛枝细胞中过表达的显性抑制促进了丛枝分裂,这表明菌根宿主植物的糖输出过程中还涉及其他冗余基因。本研究揭示了植物SWEET转运体对菌根宿主植物向菌根真菌产糖量的影响,为了解菌根共生的养分交换机制提供了重要线索。

本论文的第一作者是我校园艺与林业学院的博士生安简雍,通信作者是瓦赫宁大学的埃里克利彭斯和潘志勇副教授。该项研究得到了国家重点研发计划、华中农业大学自主创新基金和国家外事局高端专家项目的支持。

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评论者:潘志勇

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