近日,华南农业大学谢贤安课题组在The Plant Journal期刊上发表题为“A mycorrhiza-inducible phosphate transporter SlPT3 regulates phosphate uptake, iron homeostasis, and arbuscule development in tomato under combined nutrient stress conditions”的研究成果。华南农业大学林学与风景园林学院谢贤安副教授为通讯作者,范晓宁博士为第一作者。
课题组以番茄为材料,接种菌根真菌异形根孢囊霉,系统分析了在单一以及复合磷、锌、铁缺乏条件下宿主植物的生理与分子响应。结果表明SlPT3是丛枝菌根诱导的磷转运基因,在磷与锌同时缺乏时表达显著上调,其定位于环丛枝膜,直接参与菌根途径的磷吸收。在缺锌条件下,敲降SlPT3会导致磷吸收减少、丛枝发育受阻,说明SlPT3参与锌缺乏下的磷稳态与丛枝发育。在磷与锌双重缺乏条件下,SlPT3参与铁(Fe2+)的吸收与积累,影响菌根植物(番茄)中的铁含量。在酵母系统中异源表达SlPT3基因,不仅能恢复磷转运缺陷,还能在铁吸收缺陷型酵母菌株中恢复其生长,表明SlPT3可能整合低磷低锌信号调控丛枝菌根中的铁(Fe2+)营养平衡。
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菌根诱导的磷转运子SlPT3在不同营养条件下调控共生界面磷吸收与铁平衡的示意图
该研究首次在分子水平上揭示了丛枝菌根共生体中磷、锌、铁三种元素之间的多重互作机制,明确了SlPT3作为一个“营养整合枢纽”在多重养分缺乏响应中的作用。
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