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蔬菜所在揭示生長素介導(dǎo)番茄叢枝菌根共生的分子調(diào)控機制方面取得進展
大多數(shù)陸生植物可以與叢枝菌根（Arbuscular mycorrhizal，AM）真菌建立共生關(guān)系，以提高對外界環(huán)境的適應(yīng)能力。AM共生對宿主植株體內(nèi)激素水平和抗性都會有很大影響，越來越多的研究著重于在分子水平上解析AM共生中關(guān)鍵基因如何調(diào)控菌根共生，并廣泛的應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，達(dá)到作物增產(chǎn)、抗性提高、土壤改良的目的，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境具有指導(dǎo)意義。
近期，蔬菜所研究發(fā)現(xiàn)叢枝菌根定殖促進番茄根系生長素響應(yīng)和IAA積累，并證明了IAA酰胺合成酶SlGH3.4通過維持胞內(nèi)生長素穩(wěn)態(tài)負(fù)調(diào)控菌根定殖和叢枝形成。相關(guān)內(nèi)容于2021年10月29日在國際著名學(xué)術(shù)期刊《Plant Cell and Environment》（SCI大類一區(qū)，IF 7.228）上在線發(fā)表，題目為“Auxin-mediated regulation of arbuscular mycorrhizal symbiosis : A role of SlGH3.4 in tomato”。蔬菜所陳瀟博士為論文第一作者，該研究與南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院徐國華教授團隊合作完成，作物遺傳與種質(zhì)創(chuàng)新國家重點實驗室陳愛群教授為論文通訊作者。
該團隊前期報道過番茄GH3基因家族成員SlGH3.4編碼一個IAA酰胺合成酶，該基因受外源IAA處理和AM真菌共生的強烈誘導(dǎo)表達(dá)。經(jīng)功能驗證發(fā)現(xiàn)，SlGH3.4功能缺失突變體slgh3.4根系的AM真菌叢枝侵染率和游離態(tài)IAA含量均顯著增加。相反，SlGH3.4在番茄或水稻中的組成性過表達(dá)導(dǎo)致菌根根系IAA含量、總定殖水平和叢枝豐度的降低。進一步檢測發(fā)現(xiàn)，一些參與AM形成或病原菌侵染抗性相關(guān)的生長素誘導(dǎo)型擴展蛋白基因在slgh3.4和SlGH3.4過表達(dá)菌根根系中分別顯示上調(diào)和下調(diào)，表明SlGH3.4介導(dǎo)的擴展蛋白基因的調(diào)控可能也參與了AM共生的調(diào)節(jié)。該研究結(jié)果表明內(nèi)源IAA含量與菌根化水平尤其是叢枝著生率呈正相關(guān)，并且說明了SlGH3.4介導(dǎo)的生長素穩(wěn)態(tài)和擴展蛋白基因的調(diào)控參與AM發(fā)育的精細(xì)調(diào)控。
SlGH3.4組成型過表達(dá)對番茄菌根定殖和IAA積累的影響
該研究得到了國家自然科學(xué)基金項目（32102484），科技創(chuàng)新戰(zhàn)略專項資金（高水平農(nóng)科院建設(shè)）優(yōu)秀博士等項目資助。
原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pce.14210
