上海生科院在豆科植物根瘤菌共生固氮研究中取得進展

       8月12日，《自然-通訊》（Nature Communications）雜志發表了中國科學院上海生命科學研究院植物生理生態研究所王二濤研究組題為DELLA proteins are common components of symbiotic rhizobial and mycorrhizal signaling pathways 的研究論文。該論文報道了DELLA是植物-根瘤菌和植物-菌根共生長中的關鍵基因，填補了植物-微生物共生信號轉導過程中鈣信號解析復合體和轉錄復合體之間的空白。

　　植物能夠與微生物建立互惠互利的共生關系，一方面植物為微生物提供生長所必需的碳源，另一方面微生物幫助植物固定氮素或更好地從土壤中吸收磷、氮等元素。王二濤及其團隊之前的研究發現OsCERK1和RAM2控制早期菌根侵染（Current Biology, 2012; Plant Journal, 2015），并分離了菌根共生的關鍵轉錄因子復合體DELLA-DIP1-RAM1（Cell Research, 2014），以及下游控制營養交換的HA1基因（The Plant Cell，2014），為農作物營養高效利用奠定了基礎。

　　王二濤研究組在前期工作的基礎上，進一步以蒺藜苜蓿為研究材料發現赤霉素信號通路中的核心抑制因子DELLA正向調控了豆科植物與根瘤菌的共生過程。蒺藜苜蓿della三突變體接種根瘤菌后，根瘤不能正常發育，侵染線形成受到嚴重的抑制。生化實驗表明DELLA促進CCaMK對IPD3的磷酸化，并形成CCaMK-IPD3-DELLA蛋白復合體。研究還發現DELLA與下游的轉錄因子NSP2相互作用，進而形成DELLA-NSP2-NSP1轉錄因子復合體調控根瘤共生相關基因的表達。進一步的實驗證明IPD3-DELLA-NSP2形成一個蛋白復合物，暗示DELLA可以作為一個橋梁蛋白，分別鏈接CCaMK-IPD3和NSP2-NSP1蛋白復合體，傳遞植物-微生物共生信號。

　　該研究工作主要由博士后金越和研究生劉歡完成，研究獲得國家重點基礎研究發展計劃和國家自然科學基金的支持。