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  • 我校专家克隆豆科植物共生固氮调控基因ROP6

    来源:www.aticoszx.com 发布时间:2020-01-14

    在《植物细胞》(植物细胞)公布我校农业微生物国家重点实验室张忠明研究组的最新研究成果后,最近《植物生理》(植物生理学)在线公布了该组的另一项新研究成果。本研究发现并鉴定了一个与豆科植物根瘤发育调控相关的关键基因ROP6,进一步阐明了该蛋白在根瘤形成和发育中的作用和机制,对揭示宿主植物共生信号转导和根瘤共生形成机制具有重要意义。

    根瘤菌可以与豆科植物形成共生结节。结核的发生、发展和固氮功能是微生物和植物相互识别和信号分子相互作用的结果。目前,豆科植物共生信号的传递和网络调控是世界研究的热点。揭示了根瘤菌共生信号在豆科植物中的传导和调节机制,为扩大根瘤菌的寄主范围和探索建立根瘤菌与非豆科植物共生固氮体系提供了科学依据。

    张忠明研究小组的研究人员通过酵母双杂交方法在莲藕文库中筛选出一种与NFR5相互作用的小G蛋白ROP6(植物Rho)。首次发现的Rho GTPase的功能是调节真核细胞中肌动蛋白的组装和细胞的极性发育。现有研究发现,它还可以调节多种生理过程,如基因表达、细胞壁合成、H2O2产生、胞吞作用、细胞外分泌、细胞质运动、细胞周期、真核器官的细胞分化等。研究发现NFR5和ROP6在体内和体外具有特异性相互作用,ROP6被根瘤菌诱导表达。通过RNAi技术沉默ROP6的表达,结核的数量显著减少,甚至一些转基因植物也不能形成结核。进一步的研究发现,侵入线的形成效率和结节原基的数量也显著降低,这表明ROP6在动脉炎的结瘤过程中起关键作用。

    张忠明研究小组长期从事根瘤菌和豆科植物共生固氮分子生物学的研究。研究结果是继研究组分离出共生相关基因SIP1、CIP73和SIP2后,又一个重要的共生基因。

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