年夜豆共生固氮畛域取得紧张研讨停顿

豆科动物能通过与根瘤菌互作造成根瘤进行共生固氮。据预算，豆科动物共生固氮占环球生物固氮总量的60-70%。是以，研讨豆科动物共生固氮的分子机制，进步共生固氮效率，对完成增效、倒退绿色农业具备紧张意义。豆科动物的共生固氮效率受根瘤菌婚配性以及非生物顺境的影响，然则恒久以来，其和分子调控机制知之甚少。近期河南年夜学王学路传授团队先后在国内顶尖期刊Nature Plants 和Molecular Plant上颁发紧张研讨论文，提醒了年夜豆与根瘤菌共生固氮的分子退化机制以及顺境顺应机制的系列研讨具备紧张的实际意义，也为年夜豆高效固氮的分子设计育种提供了紧张目的基因。

近日，河南年夜学王学路传授团队和华中农业年夜学李友国传授单干在Nature Plants上颁发了题为“Glycine max NNL1 restricts symbiotic compatibility with bradyrhizobia via root hair infection in soybean”的研讨论文（doi ： 10.1038/s41477-020-00832-7），提醒了年夜豆与根瘤菌共退化进程中根瘤菌由裂隙侵染向根毛侵染方式转变的遗传、分子和退化机制。研讨职员起首构建了来自于天下各地的496份年夜豆焦点种质自然变异群体；再依据接种慢生型根瘤菌后根瘤数量的表型，进一步通过全基因组联系关系阐发联合遗传阐发和分子生物学的办法，定位并证实了一个编码TIR-NBS-LRR卵白的R基因（定名为GmNNL1，Nodule Number Locus 1）可能限定根瘤菌侵染年夜豆，下降年夜豆的根瘤数量。进一步阐发发现，在年夜豆的自然选择、人工驯化以及与根瘤菌的共退化进程中，一类GmSINE1转座子的拔出招致了该基因功效失活，使其只能编码截短模式的GmNNL1卵白，从而匆匆进了年夜豆对泥土中土着根瘤菌的辨认，添加了年夜豆根瘤数目，进而显着进步了年夜豆单株固氮酶活以及地上部门生物量。GmNNL1次要在根毛中受根瘤菌诱导表白并次要影响根瘤菌的根毛侵染路径，而具备转座子拔出的GmNNL1失活单倍型的呈现，是招致根瘤菌侵染年夜豆由缝隙侵染向根毛侵染转变的紧张起因。进一步通过质谱鉴定、生化和遗传阐发发现，全长的GmNNL1卵白通过与根瘤菌的三型排泄体系效应卵白NopP间接互相作用激活ETI从而克制年夜豆与根瘤菌的共生。该研讨不仅提醒了年夜豆与根瘤菌互作进程中宿主与寄主婚配性的和分子机制，还阐释了根瘤菌与年夜豆共退化进程中根瘤菌由缝隙侵染演变成高效的根毛侵染进程的严重分子变乱，也为年夜豆高效固氮的分子设计育种提供了紧张实际根据和目的基因。(100yiyao.com）