戴傳超教授課題組在植物開(kāi)花限制根部?jī)?nèi)生真菌定殖的研究中取得進(jìn)展
近日，我院戴傳超教授課題組在植物開(kāi)花調(diào)控根部?jī)?nèi)生真菌定殖方面取得進(jìn)展。相關(guān)成果以“Jasmonate signaling restricts root soluble sugar accumulation and drives root-fungus symbiosis loss at flowering by antagonizing gibberellin biosynthesis”為題發(fā)表在植物科學(xué)領(lǐng)域雜志《Plant Science》上，戴傳超教授為論文的通訊作者，張偉博士后為第一作者。
開(kāi)花是植物從營(yíng)養(yǎng)階段向生殖階段轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵時(shí)期，其對(duì)于植物的生長(zhǎng)、發(fā)育和產(chǎn)量至關(guān)重要。植物內(nèi)生真菌已經(jīng)被報(bào)導(dǎo)可以改變植物的生育期，包括開(kāi)花時(shí)間。本課題組前期研究發(fā)現(xiàn)茉莉酸信號(hào)在擬南芥（Arabidopsis thaliana）開(kāi)花期時(shí)，被激活降低根部可溶性糖（葡萄糖和果糖）水平以及降低根部?jī)?nèi)生真菌楓香擬莖點(diǎn)霉（Phomopsis liquidambaris）定殖（https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/pce.13636）。但是茉莉酸信號(hào)是如何降低根部可溶性糖和限制根部?jī)?nèi)生真菌定殖還是未知的。茉莉酸介導(dǎo)的初級(jí)代謝物水平降低通常是由植物激素交聯(lián)或次級(jí)代謝物誘導(dǎo)引起的。本研究首先使用擬南芥茉莉酸信號(hào)突變體，通過(guò)檢測(cè)開(kāi)花時(shí)，根部可溶性糖和色氨酸依賴的防御次級(jí)代謝物水平，發(fā)現(xiàn)茉莉酸信號(hào)降低根部可溶性糖水平，但沒(méi)有激活色氨酸依賴的防御次級(jí)物質(zhì)的積累。隨后，通過(guò)外源添加赤霉素或赤霉素合成抑制，發(fā)現(xiàn)赤霉素的添加可以增加楓香擬莖點(diǎn)霉的根部定殖，以及阻斷茉莉酸介導(dǎo)的根部可溶性糖降低、韌皮部蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)減少和根部可溶性轉(zhuǎn)化酶活性。最后，通過(guò)使用茉莉酸和赤霉素突變體，揭示根部茉莉酸信號(hào)拮抗赤霉素的合成。
因此，本研究提出一個(gè)可能的模型用于闡述植物地上部分開(kāi)花是如何限制根部?jī)?nèi)生真菌定殖效率（圖1）。擬南芥開(kāi)花時(shí)，以一個(gè)未知的方式激活根部茉莉酸信號(hào)，拮抗赤霉素合成，限制韌皮部可溶性糖轉(zhuǎn)運(yùn)和根部可溶性轉(zhuǎn)化酶活性，進(jìn)而降低根中可溶性糖（葡萄糖和果糖）水平，限制根部?jī)?nèi)生真菌的定殖。本研究暗示著一個(gè)激素拮抗模型（茉莉酸-赤霉素拮抗模型）而不是色氨酸介導(dǎo)的防御次級(jí)代謝物誘導(dǎo)，去降低根部可溶性糖水平和限制根部?jī)?nèi)生真菌定殖。
論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168945221001369
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