研究揭示轉錄因子NIN在根瘤菌侵染時的關鍵作用

2021-01-08 生物谷

 

2月1日，Plant Physiology 雜誌在線發表了中國科學院分子植物科學卓越創新中心/植物生理生態研究所、中國科學院-英國約翰·英納斯中心植物和微生物科學聯合研究中心（Center of Excellence for Plant and Microbial Sciences； CEPAMS）Jeremy Murray研究組題為NIN acts as a Network Hub Controlling a Growth Module Required for Rhizobial Infection 的研究論文，該文揭示了轉錄因子NIN在根瘤菌侵染時起的關鍵作用。

豆科結瘤固氮的研究對可持續性農業生產的發展具有重要意義，因此根際固氮細菌成功進入豆科植物並啟動建立互惠互利的共生器官——根瘤的機理是重要的基礎生物學問題。大量分子遺傳研究鑑定出一些結瘤必需的關鍵因子，其中包括轉錄因子NIN（Nodule Inception），但是其調控機制長期以來懸而未決。近年來，Jeremy Murray研究組通過根毛轉錄組的分析（Breakspear et al.， 2014； Plant Cell）揭示了根瘤菌侵染細胞呈現活躍的極性生長特徵，表現在參與細胞壁修飾、赤黴素生物合成等的基因被激活，同時生長所需的重要營養元素（氮、磷、鉀）的吸收和同化基因也被誘導高度表達。該文通過進一步的分析發現侵染細胞裡這些生長元件的表達都受NIN的調節，表明了NIN作為NLPs家族（NIN-Like Proteins，NLPs）的成員，也有其他NLPs家族成員類似的基因調控功能，揭示了NIN在根瘤形成和進化過程中的重要角色。

另外，NIN的表達也影響了茉莉酸的生物合成以及信號傳導，揭示出NIN對根瘤菌入侵的防禦調控。同時，NIN的表達也分級激活了結瘤關鍵轉錄因子NF-YA1及其調控網絡，使其成為根瘤菌侵染的中心調節樞紐。(生物谷Bioon.com）

 

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