1. 通过调控根际微生物组构建而提高植物抗病性创新性
近日,东北农业大学园艺园林学院周新刚研究团队发表于《细胞》的研究揭示了植物通过共生真菌网络进行地下交流并增强抗病性的新机制。该研究证实,由丛枝菌根真菌形成的共同菌根网络(CMNs)能够在植物个体间传递化学信号。当供体植物感染病原菌灰葡萄孢(Botrytis cinerea)后,其合成的茉莉酸(JA)可通过CMNs转移至健康的受体植物。
这种茉莉酸的传递会诱导受体植物根系分泌物组成发生改变,进而特异性地富集有益微生物类群(如链霉菌属和游动放线菌属),最终重塑其根际微生物群落。改造后的微生物群落能有效抑制病原菌侵染,从而显著增强受体植物的系统抗病性。该研究首次系统地阐明了CMNs作为植物间化学信号传导通道,通过调控根际微生态来提升植物免疫力的完整路径,为理解植物群体水平的防御策略提供了重要见解。
2. 揭示根瘤菌促进大豆共生结瘤的分子机制
近日,西北农林科技大学国家重点实验室韦革宏教授团队在《Molecular Plant》发表文章,揭示了根瘤菌通过一种新的分子机制调控大豆共生结瘤的关键过程。研究人员发现,大豆根瘤菌(Sinorhizobium fredii Q8)分泌的3-巯基丙酮酸硫转移酶(3MST)在维持共生界面的氧化还原稳态中扮演着核心角色。
该酶能够与宿主植物细胞膜上的NADPH氧化酶(RbohB)相互作用,并通过对其第791位半胱氨酸进行过硫化修饰,来抑制RbohB的活性。这一过硫化作用有效地遏制了植物可能产生的免疫反应,维持了有利于根瘤发育的氧化还原平衡,从而成功促进了根瘤菌的侵染、结瘤固氮效率及植物生长。这项发现阐明了根瘤菌通过蛋白质翻译后修饰精确调控宿主信号通路以建立互利共生的新策略。
3. 海藻酸寡糖(AOSs)改善肥胖的新机制
近日,中国农业大学食品科学与营养工程学院国家杰青江正强教授(通讯作者)、国家优青杨绍青教授(通讯作者)在国际权威期刊《Journal of Advanced Research》,研究首次揭示了海藻酸寡糖(AOSs)改善肥胖的新机制,其作用主要不依赖于肠道菌群。研究发现,AOSs在预防和治疗肥胖方面效果显著,与抗肥胖药物奥利司他相当。其核心作用途径是通过减轻全身性的低度炎症和氧化应激,同时增加棕色脂肪组织的能量消耗来实现的。
具体而言,AOSs治疗能减少小肠的脂质吸收,改善肝脏脂代谢紊乱,并提升棕色脂肪的线粒体功能。通过广谱抗生素干预和腹腔注射AOSs的实验进一步证实,AOSs的抗肥胖效应并非主要依赖于调节肠道微生物。该研究为AOSs作为一种通过直接调节宿主能量代谢和炎症状态来对抗肥胖的功能性寡糖提供了有力证据。
4. 钙信号-CIPK6-BBX32级联通路通过调控STP1介导的糖转运增强柑橘耐寒性
近日,华中农业大学“优青”团队在《Advacned Science》发表最新研究,研究以耐寒植物枳壳为材料,揭示了一个通过调控根部糖稳态来增强植物耐寒性的新信号通路。研究发现,一个在根部高表达且受低温诱导的糖转运蛋白基因CtrSTP1,通过促进根部可溶性糖的积累,在植物应对冷胁迫中发挥关键作用。
进一步研究阐明了CtrSTP1上游的精密调控机制:钙信号传感器复合体CtrCBL1/CtrCIPK6、以及转录因子CtrBBX32和CtrZAT10共同构成一个调控模块,精细控制CtrSTP1的表达。该研究首次整合了从钙信号感知到转录调控,再到糖转运功能执行的完整通路,系统地解析了植物通过调节根部糖分吸收与积累以增强耐寒性的分子机制。
5. 植物基因-代谢物-微生物互作调控杨树适应性的新机制
近日,北京林业大学的谢剑波教授以共同第一作者在国际知名植物学期刊《The Plant Cell》发表文章,该研究通过多组学分析,揭示了杨树如何通过特定基因调控根系分泌物,进而招募有益微生物以增强其在贫氮环境中的适应能力。研究发现,生长旺盛的Leuce杨树section能通过其根系富集更多的假单胞菌属(Pseudomonas)细菌。
这种特异性的招募由杨树根系分泌的类黄酮化合物——苜蓿素(tricin)和芹菜素(apigenin)所驱动。研究进一步鉴定出关键基因GLABRA3 (GL3) 和查尔酮合成酶 (CHS4) 共同调控苜蓿素的合成与分泌。通过组成型表达PopGL3和PopCHS4基因来增强苜蓿素分泌,能够有效促进假单胞菌在根际的定殖,从而显著提升杨树的生长、氮素吸收和侧根发育。该研究系统地阐明了从植物关键基因到代谢物分泌,再到微生物群落构建的完整调控通路,为理解植物通过“呼救”策略主动塑造根际微环境以适应营养胁迫提供了新见解。
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