4亿年稳定的关系线索到丛枝菌根共生的平衡分子基础

穿过草地或森林，花一点时间考虑表面下面的东西。植物根系网络与丛枝菌根(AM)真菌共生相互作用，将菌丝从根系进一步延伸到土壤中，获取磷酸盐等营养物质，以换取碳水化合物，针锋相对。

仔细观察根皮质细胞，你会发现动态的分支真菌结构叫做丛枝菌，这两种生物可以交换它们的产品。“每个根细胞都建立了一个特殊的隔间，由一个隔膜包围，以容纳树丛。在这个隔间内，树丛首先发育然后死亡，这个过程被称为退化。随着树丛退化，植物拆开隔间和残留物。真菌，“博伊斯汤普森研究所的Maria Harrison博士解释道。

此前，哈里森实验室的研究人员表明，如果磷酸盐转移到植物中，那么丛枝就会过早退化。本周发表在“当代生物学”杂志上的研究人员已经从植物中发现了一组调控这种变性过程的转录因子。转录是基因被激活的过程，激活因子被称为转录因子。已经鉴定出许多与丛枝菌根发育相关的转录因子，但这是任何驱动变性的植物机制的首次报道。

哈里森说：“通过丛枝退化调节树丛寿命可能有助于共生的稳定性，因为它可以防止不能提供磷酸盐的真菌持续存在”。“本文中描述的研究提供了对退化程序的分子基础和控制它的转录调节因子的第一个见解。”

研究丛枝退化的分子机制的主要障碍在于相互作用的动态性质 - 在根系统中，丛枝存在于发育和退化的所有阶段，使得不可能仅隔离一个阶段。作者通过使用豆科灌木Medic藜苜蓿的变异版本解决了这一难题，其中几乎所有丛枝都处于退化状态，因为它们无法将磷酸盐转移到植物中。

研究人员使用突变体根部，能够识别出一种名为MYB1的转录因子，这种转录因子似乎正在推动这种丛枝退化的增加。他们通过证明MYB1对于表达几个与arbuscule反汇编有关的基因是必要的，从而证实了他们的怀疑。此外，野生型苜蓿根中MYB1水平的增加严重损害了真菌形成健康丛枝的能力。总之，这些发现强有力地支持了这样一种观点，即当它不放弃货物时，MYB1可能成为引发真菌的关键。

然而，通常，转录因子不能单独起作用，而是与其他转录因子结合起作用。考虑到这一点，作者继续表明MYB1与至少另外两种共生特异性转录因子NSP1和DELLA相互作用，这些因子是MYB1驱动的与丛枝退化相关基因表达的必要条件;就像三位音乐家聚在一起策划一个戏剧性的出口。

但为什么我们关心?

哈里森提出，“对树丛寿命的调节可能为获得更有效的共生提供了一条途径。”丛枝菌根共生的有效性通常通过真菌能够转移到植物的磷酸盐量来衡量，特别是在考虑可能需要肥料的作物物种时。“如果你可以稍微延长arbuscule寿命，可能通过修改何时触发退化程序，那么就有时间进行额外的[磷酸盐]交付。”

第一作者Daniela Floss博士补充说：“我们通过研究AM共生的分子机制获得的知识将有助于发现专门针对蛋白质或机制的产品，使共生更有效。”

郑重声明：本文版权归原作者所有，转载文章仅为传播更多信息之目的，如有侵权行为，请第一时间联系我们修改或删除，多谢。