广东
科研进展 | Research
2025年6月28日，中国科学院分子植物科学卓越创新中心王二涛团队与上海师范大学于楠团队合作，在Science Bulletin杂志发表 “AP2-domain transcription factor WRI5a-regulated
MtABCB1promotes arbuscule development in mycorrhizal symbiosis ”的研究论文。该研究首次揭示了苜蓿MtABCB1通过转运生长素调控菌根共生丛枝结构发育，不仅深化了人们对菌根共生机制的理解，也为菌肥开发利用提供了理论支撑。
01
研究背景
Research background
丛枝菌根共生是土壤中的菌根真菌与宿主植物根之间建立的互惠互利的共生体关系，帮助植物高效地从土壤中吸收磷、氮等关键营养元素。据统计，植物体内超过70%的磷由菌根真菌提供，而植物则将约10%~22%的光合产物以脂肪酸的形式供应给菌根真菌，支持其生长（Science, 2017）。在菌根真菌与植物之间通过共生信号相互识别后（MP, 2019; PNAS, 2021; Nature, 2024; Cell, 2025），菌根真菌穿透植物表皮，在根部皮层细胞内形成高度分支的共生丛枝结构（arbuscule），并被宿主植物的丛枝周膜包裹。丛枝结构是植物与菌根真菌进行营养交换的主要场所，受到宿主植物内源信号和环境信号的严格调控（Cell, 2021; MP, 2018; NC, 2023; Annu Rev Plant Bio, 2023）。
在菌根共生过程中，宿主植物-菌根真菌之间的信号交流和营养交换依赖不同家族的转运蛋白参与。有意思的是，相比较拟南芥，豆科植物基因组编码更多的ABCB和ABCG家族转运蛋白。王二涛团队前期的研究成果表明，豆科模式植物苜蓿中ABCG家族转运蛋白参与调控菌根共生过程中短链脂肪酸的转运，但ABCB家族转运蛋白在菌根共生中的作用尚不清楚。
菌根共生在生态系统中的多样性与功能
（Shi et a., 2023 Annu Rev Plant Biol）
02
研究内容
Research content
本研究通过对苜蓿菌根共生转录组数据进行分析，鉴定到至少10个在菌根共生过程中被特异性诱导表达的ABCB家族转运蛋白基因，其中MtABCB1在共生细胞中诱导表达最高，Mtabcb1突变体中丛枝结构发育受损，表明MtABCB1在菌根共生建立过程中的关键功能。在酵母和植物体系中的功能实验表明，MtABCB1具有类似于拟南芥ABCB1/ABCB19的生长素外运活性。基于遗传和生化数据，我们提出MtABCB1可能通过调控共生细胞中生长素的分布与稳态，进而调控丛枝结构的发育，揭示了生长素信号在菌根共生中的一种新的作用机制。
结合王二涛团队此前关于WRI5a调控菌根共生中脂肪酸-磷营养交换机制的研究成果（Cell, 2021; MP, 2018; NC, 2023），本研究进一步拓展了对菌根共生中信号调控网络的理解，从多维度揭示了在菌根共生过程中植物如何协调激素信号与营养互作，深化了人们对菌根共生的理解。
苜蓿MtABCB1转运蛋白调控菌根共生丛枝结构发育工作模式
03
相关信息
Research information
中国科学院分子植物科学卓越创新中心已毕业博士生王万晓和上海师范大学研究生王雨婷为该论文的共同第一作者，中国科学院分子植物科学卓越创新中心王二涛研究员，张晓伟副研究员和上海师范大学于楠副教授为共同通讯作者。该研究获得了国家重点研发计划，国家自然科学基金等的资金资助。
特别声明：以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布，本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.
