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责编 | 王一
2023年2月21日，浙江师范大学生命科学学院薛丽课题组在The Plant Cell在线发表了题为ARBUSCULAR MYCORRHIZA-INDUCED KINASES AMK8 and AMK24 associate with the receptor-like kinase KINASE3 to regulate arbuscular mycorrhizal symbiosis in Lotus japonicus的研究论文，揭示了CBX1转录调控的类受体激酶KIN3和胞质类受体激酶AMK8/24复合物在菌根共生中的重要功能和保守机制。
菌根共生是一种古老而普遍的互惠互利共生关系。大约80%的陆生植物能够与丛枝菌根真菌建立共生。植物为菌根真菌提供脂肪酸等，作为回报，菌根真菌为植物提供氮、磷、钾等营养元素。菌根真菌侵入植物根后，在皮层细胞中菌丝形成分枝状结构的丛枝，丛枝是植物和真菌间物质营养交换的主要场所。丛枝的发育是个动态的过程，受到宿主植物细胞的严格调控。类受体激酶 （RLK） 和胞质类受体激酶 （RLCK） 在跨膜信号转导中发挥重要作用，调控植物发育、免疫反应等，但在菌根共生中目前研究较少。丛枝菌根诱导40多种激酶（AM-induced kinases, AMKs）表达，但它们功能仍未知。
该研究以豆科模式植物百脉根为材料，通过系统发育分析发现九个共生宿主特异的激酶，其中类受体激酶Kinase3 （KIN3） 与两个胞质受体激酶AMK8和AMK24为菌根共生所必需，且均受到菌根共生关键转录因子WRI家族CBX1的直接调控。AMK8和AMK24为同源蛋白，均能够与KIN3蛋白互作，且互作位于膜上。KIN3和AMK24为有活性的蛋白激酶，且AMK24能够磷酸化修饰KIN3。水稻中AMK8和AMK24的直系同源基因OsRLCK171同样是丛枝菌根共生关键基因，且功能保守。
该研究阐明转录因子CBX1调控的KIN3-AMK8/24类受体激酶复合物在菌根共生中发挥关键作用， 暗示存在跨围丛枝膜调控丛枝发育的信号通路。后续将通过研究复合物的互作蛋白或信号分子，解析信号转导途径，包括其胞外感知组分和下游信号传递组分等。
Transmembrane signaling in AM symbiosis
研究助理冷俊辰（福建农林大学2018级硕士） 和浙江师范大学2020级硕士研究生韦晓桐为该论文共同第一作者，薛丽教授为论文唯一通讯作者，浙江师范大学为论文第一完成单位。浙师大科隆大学Marcel Bucher教授、福建农林大学崔海涛教授、中国科学院植物生理生态研究所王二涛研究员和华中农业大学端木德强教授合作参与了该项工作。该研究得到了国家自然科学基金、浙江省钱江人才计划和德国科学基金会资助。
文章链接：
https://doi.org/10.1093/plcell/koad050
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