华南农业大学揭示植物功能基因通过调控根际微生物群以减轻铝毒性

近日，华南农业大学农学院年海教授团队在功能基因缓解大豆（Glycine max L.）铝毒害的潜在微生物机制方面取得了新进展，在中科院一区TOP期刊Journal of Hazardous Materials（影响因子14.224）上发表了题为“Transgenic soybean of GsMYB10 shapes rhizosphere microbes to promote resistance to aluminum (Al) toxicity”的研究论文（论文链接：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2023.131621）。

植物抗性基因可以影响根际微生物群落结构，从而增强植物对胁迫的适应性。我们的团队前期研究发现，GsMYB10基因编码R2R3类型的转录因子，为大豆MYB家族成员之一；早期研究发现，GsMYB10基因的过表达可以使大豆对铝毒性的耐受性增强。然而，目前还不清楚GsMYB10基因是否可以通过调控根际微生物群以减轻铝毒性。

该研究结果表明，铝毒害对植物生长的影响具有基因型依赖性，包括株高、根长和根重。铝毒性使两种基因型（trans-GsMYB10和WT）大豆的这些参数均降低，但trans-GsMYB10的值高于野生型（WT）WT。两种基因型根系中铝离子浓度均随铝毒害的增加而增加，但trans-GsMYB10的铝离子积累量显著低于野生型。Trans-GMYB10富集了一些有益的微生物，如Bacillus、Aspergillus和Talaromyces。此外，trans-GsMYB10表现出更复杂的共生网络结构。通过构建不同类型人工菌群发现，真菌和跨界人工菌群在协助大豆抵抗铝胁迫中表现更好的效果，这些人工菌群可能通过影响细胞壁生物合成和有机酸运输等的功能基因协助大豆抵抗铝毒害。

华南农大农学院2021级硕士研究生刘灵锐为第一作者，农学院年海教授、马启彬教授和连腾祥副教授为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金项目、双一流学科推进项目、广州市科技创新发展基金项目的资助。

转自：“iPlants”微信公众号

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