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豆科植物从茎到根与土壤融合的自我调节

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-07-25 14:32  浏览次数:1
摘 要:一项新的研究表明,豆科植物通过细胞分裂素(信号分子)调节与土壤细菌的共生关系,细胞分裂素通过植物的结构从叶片传递到根部,
     一项新的研究表明,豆科植物通过细胞分裂素(信号分子)调节与土壤细菌的共生关系,细胞分裂素通过植物的结构从叶片传递到根部,以控制根部结瘤的细菌数量。这项合作性研究是由日本国立基础生物学研究所、高级研究生大学(Sokendai)和里肯可持续资源科学中心的研究人员进行的。
 
      豆科植物是一个重要的植物科,包括扁豆、大豆和花生,由于一种巧妙的适应,它们能够在缺乏氮的土壤环境中繁荣昌盛:它们与一种叫做根瘤菌的固氮细菌发展出共生关系,使细菌能够感染它们位于被称为根瘤的特殊结构中,位于它们的根部。然而,生产和维护这些根瘤需要能量,损害了植物的生长能力,因此豆类也有办法在不必要的时候减少它们的数量。
 
     有趣的是,一段时间以来人们都知道,这些根瘤的调控是在植物的枝条上进行的,在地面上,叶片通过一种未知的化学机制,以某种方式将信息传递给根部,以表明植物应该发育或去除根瘤氮。奥杜勒斯。已知从根到芽的向上信号是由一种叫做CLE-RS1和CLE-RS2的肽完成的,但是向下发送信号的分子的身份仍然是个谜。
 
     在这项发表在《自然通讯》上的研究中,研究小组用豆科植物荷花-日本豆科植物模型证明,向下的信号实际上是由细胞分裂素执行的,尽管确切的分子仍有待确定,但它通过组织网络传递到根中。叫韧皮部。细胞分裂素是调节植物生长和发育的许多方面的重要植物激素,现在一种新的功能——根瘤调节——已经被添加到它们的节目单中。
 
       这些工厂以复杂的方式执行监管。植物长出根瘤,为根瘤菌的繁衍提供了一个场所。然后,根的根瘤菌感染触发根中某些肽的产生,并且推测,通过在芽中的受体激酶har1感知这种信号,会诱导产生一种未知的芽源性抑制剂,这种抑制剂会转移到根中并进一步阻断根的生长。ER结节发育。研究人员发现,一种叫做CLE-RS1/2-HAR1的信号通路激活了芽源性细胞分裂素的产生,这种细胞分裂素具有系统抑制结瘤的能力。
 
     这项研究,连同先前的研究结果,清楚地表明细胞分裂素是器官到器官通讯中的关键信号分子,允许平衡植物生长和发育,并为确定参与荷花向下信号传导的确切细胞分裂素开辟了道路。据参与该项目的瑞肯集团负责人Hitoshi Sakakibara说,“细胞分裂素多年来一直与根茎间远距离信号有关。然而,使用最著名的模式植物拟南芥的研究没有得到令人信服的结果。现在,我们对莲藕的研究为我们提供了第一个令人信服的证据,证明了细胞分裂素的从茎到根的信号功能。”
 
 
 
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