新植物学家:发现磷属植物

来源：分子植物卓越中心2022-10-27 09:43

80%以上的植物能与菌根真菌形成共生，从而高效获取磷、氮等养分，植物以脂肪酸的形式为菌根真菌提供碳源营养。

近日，中国科学院分子植物科学卓越创新中心研究员王尔涛等人在《新植物学家》在线发表了题为《一种phr调控的受体样激酶，OSA DK1是菌根共生和磷酸淀粉反应所必需的》的研究论文。本研究揭示了ospro sadk 1模块调节菌根共生和磷信号响应的分子机制。

80%以上的植物能与菌根真菌形成共生，从而高效获取磷、氮等养分，植物以脂肪酸的形式为菌根真菌提供碳源营养(王等，2017 Molecular Plant蒋等，2017科学)。2021年，王二涛团队发现以OsPHRs为中心的调控网络是菌根共生体自我调控的分子基础，并鉴定出许多已报道的菌根共生体关键基因受OsPHR2直接调控(施等，2021 Cell)。然而，目前还不清楚是否有其他基因受OsPHRs调控，并在菌根共生中发挥重要作用。

通过对野生稻和菌根侵染的Osphr1/2-1/3突变体的RNA-seq分析，以及通过DAP-seq技术鉴定OsPHR2结合基因组中的顺式作用元件，研究人员发现了520个OsPHR2的直接靶基因，其中包括382个上调基因和138个下调基因。这些基因中的19个先前已被报道由菌根共生体诱导或调节，包括内酯生物合成基因CCD7和CCD8a、转录因子CYCLOPS和WRI5a、脂质生物合成基因FatM和RAM2以及转运蛋白基因AMT31 NPF4.5(图1)。

研究人员还发现，受体激酶arbuscle发育激酶1 (OSADK1)是OSP R1/2/3的直接靶基因。进一步分析表明，OsADK1在菌根共生中起着重要作用。与野生型相比，Osadk1突变体的菌根侵染率显著下降，分枝结构不能完全发育。这些结果表明OsADK1是菌根真菌感染和丛枝结构发育所必需的。此外，水培实验还表明，OsADK1可能参与了植物对磷饥饿的反应。

综上所述，本研究结果验证了oph R1/2/3是菌根共生体的关键调控因子，并发现了一个新的参与菌根共生体和植物磷信号响应的RLK。

图1 RNA-seq和DAP-seq确定了直接受Osh pr 2调控的靶基因。

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