上海生科院揭示小G蛋白調控豆科植物根瘤 共生

文章来源:Erron 时间:2018-12-27

  上海生科院揭示小G蛋白調控豆科植物根瘤共生互作新裝飾地獄機制

  3月20日,The Plant Cell 雜志在線發表瞭上海生命科學研讨院植物生理生態研讨所副研讨員王彥章及其學生完成的The Small GTPase ROP10 of Medicago truncatula Is Required for Both Tip Growth of Root Hairs and Nod Factor-Induced Root Hair Deformation 研讨論文。該研讨論文報道瞭小G蛋白ROP10調控豆科植物根瘤共生過程中根毛變形的分子機制。

  在共生树立過程中,根毛是根瘤菌進入豆科植物根細胞從而完成根瘤菌侵染的次要通道。為瞭捕獲根瘤菌,根毛經歷瞭一系列的形態改變,包括根毛頂端膨大、分杈和卷曲,這些形態變化触及到根毛的去極性生長、新的生長點的選擇和起始以及新的極性頂端生長的重建過程 。但是,根瘤菌所誘導的根毛變形是一個獨特的發育顺序,其中的機制並不清晰。

  該研讨發現根瘤菌分泌的寡糖信號分子——結瘤因子能夠誘導根毛中ROP10短暫地上調表達,并且能够改變根毛頂端質膜上ROP10蛋白的定位。響應結瘤因子處理和根瘤菌侵染,ROP10:GFP定位於結瘤因子誘導的新極性生長點、分杈根毛以及包裹根瘤菌的卷曲根毛的質膜上。進一步的研讨發現,ROP10以依賴於GTP結合的方式與結瘤因子受體激酶 NFP的激酶區互作。并且,過表達野生型和GTP結合方式的ROP10也增強結瘤因子誘導的標記基因ENOD11的表達。該研讨結果提醒瞭結瘤因子在時空上調節ROP10蛋白在根毛頂端質膜上的定位和激活,并且ROP10以GTP結合的激活方式與結瘤因子受體激酶互作,從而被招募參與操纵共生晚期過程中根毛變形和卷曲,起始根瘤菌侵染。該研讨結果提出瞭豆科植物共生體系树立過程中根毛細胞極性變化以及根毛侵染起始調控的新線索,顯著促進瞭對於根瘤共生過程的根毛變形分子機制的了解。

  該任务失掉瞭科技部“973”計劃和國傢自然科學基金委項目的資助。

  

  

上海生科院提醒小G蛋白調控豆科植物根瘤共生互作新機制