研究揭示调节植物-细菌共生特异性的机制！

以下文章来源于Ad植物微生物 ，作者周小马

植物在其栖息地遇到各种各样的致病和共生微生物。与这些微生物的相互作用是由细胞表面或细胞内的受体介导的，这些受体感知微生物信号以触发免疫或共生信号。尽管有其独特的特征，病原体和有益的共生体呈现几个共同的微生物相关的分子模式，并利用类似的策略来促进它们对宿主的感染，因此需要宿主植物根据物种或菌株的特定信号来区分它们。然而，这种监视水平由于这种信号和认知机制的快速发展而变得复杂。因此，潜在的相互作用经常由于相互作用的伙伴之间缺乏遗传和分子适应而终止。豆科植物可以通过与根瘤菌形成固氮的根瘤共生体来供应自身的氮需求。然而，这种共生关系显示出高度的特异性，例如在不同的植物-细菌相互作用中，结瘤能力和固氮效果有很大的不同。了解调节这种特异性的植物和细菌基因将有助于对共生伙伴关系进行遗传操作，以提高其可持续农业的潜力。

2022年12月12日，国际权威学术期刊PNAS发表了美国肯塔基大学朱红岩和匈牙利科学院Attila Kereszt团队的最新相关的研究成果，题为Paired Medicago receptors mediate broad-spectrum resistance to nodulation by Sinorhizobium meliloti carrying a species-specific gene的研究论文。科研人员报告了豆科植物中一对受体的鉴定，这些受体对广泛的根瘤菌结瘤有抗性。科研人员还克隆了一个细菌基因，该基因是激活这种受体介导的结瘤限制所必需的。科研人员的发现揭示了一个以前没有描述过的调节宿主-细菌共生特异性的机制。

植物已经进化出区分共生和致病微生物信号的能力。然而，潜在的合作性植物-微生物相互作用常常由于信号不亲和而中止。豆科植物蒺藜苜蓿（Medicago truncatula）的结瘤特异性1（NS1）基因座阻止了固氮共生微生物草木樨中华根瘤菌（Sinorhizobium meliloti）的许多菌株的组织入侵和根瘤诱导。控制这种菌株特异性结瘤阻断的是NS1基因座上的两个基因，命名为NS1a和NS1b，它们编码类似Malectin的富含亮氨酸重复受体激酶。NS1a和NS1b的表达在亲和和不亲和的Sinorhizobium菌株接种时都被诱导，并依赖于宿主对细菌结瘤（Nod）因子的感知。成对受体的存在/缺失和序列多态性都有助于NS1基因座的进化和功能多样化。一个被命名为rns1的细菌基因是激活NS1介导的结瘤限制所必需的。rns1编码一个I型分泌蛋白，在近250个测序的S. meliloti菌株中约50%存在，但在密切相关物种苜蓿中华根瘤菌（Sinorhizobium medicae）的60多个测序菌株中没有发现。缺乏功能性rns1的S. meliloti菌株能够逃避NS1介导的结瘤封锁。

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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