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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

核心提示: 近日,我校园艺植物生物学教育部重点实验室潘志勇研究组在New Phytologist杂志上在线发表了题为“A Medicago truncatula SWEET transporter implicated in arbuscule maintenance during arbuscular mycorrhizal symbiosis”的论文,鉴定了参与寄主植物糖分输出并影响菌根共生的SWEET蛋白。

南湖新闻网讯(通讯员 安剑勇)近日,我校园艺植物生物学教育部重点实验室潘志勇研究组在New Phytologist杂志上在线发表了题为“A Medicago truncatula SWEET transporter implicated in arbuscule maintenance during arbuscular mycorrhizal symbiosis”的论文,鉴定了参与寄主植物糖分输出并影响菌根共生的SWEET蛋白。

地球上80%的陆生植物都能与菌根真菌形成互惠共生关系。菌根的形成依赖于植菌双方养分的平等交换,根系获得的是菌根真菌提供的水分和矿质养分,而菌根真菌获得的是植物提供的碳水化合物,即糖和脂肪酸。然而,糖是如何从寄主植物转运给菌的尚不清楚。

作者前期在柑橘菌根共生的研究中发现糖转运蛋白SWEET可能与菌根共生有关。基于此,作者采用蒺藜苜蓿模式系统研究了SWEET基因在菌根中的表达。研究发现SWEET基因家族成员SWEET1b的转录本受到菌根真菌诱导并在丛枝细胞富集表达;亚细胞定位分析发现SWEET1b-GFP融合蛋白精确定位于前丛枝膜,即植菌养分交换膜;在酵母己糖突变体中的异源表达互补实验证明SWEET1b转运葡萄糖;超表达SWEET1b促进了菌根中的菌丝生长。有意思的是,两个SWEET1b基因插入突变体没有表现出明显的菌根缺陷表型,但基于丛枝细胞中超表达MtSWEET1bY57A/G58D的显性抑制却促进了丛枝瓦解,说明还存在其他冗余基因参与了菌根寄主植物的糖分输出过程。该研究揭示了植物SWEET转运蛋白在菌根寄主植物向菌根真菌输出糖分的作用,为理解菌根共生过程的养分交换机制提供了重要线索。

我校园艺林学学院博士研究生安剑勇为该论文第一作者,潘志勇副教授和瓦赫宁根大学的Erik Limpens为通讯作者。该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、国家外专局高端专家项目等项目的资助。

原文链接:https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/nph.15975

审核人:潘志勇

责任编辑:李安悦
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