分子植物科学卓越创新中心揭示共生信号组分CERBERUS调控根瘤菌侵染的分子机制

文章来源:分子植物科学卓越创新中心  |  发布时间:2020-10-09  |  【打印】 【关闭

  

  2020年9月29日,国际学术期刊New Phytologist在线发表了中国科学院分子植物科学卓越创新中心谢芳研究组的题为“CERBERUS is critical for stabilization of VAPYRIN during rhizobial infection in Lotus japonicus”的研究论文。

  CERBERUS是根瘤共生和菌根共生共同需要的基因,该基因突变会导致植物不能形成正常的根瘤器官,也会显著降低菌根真菌的侵染率 (Yano et al., 2009;Takeda et al., 2013)。CERBERUS编码一个含ARMADILLO (ARM)和WD40 重复元件的U-box蛋白,可能作为一个泛素连接酶行使功能。但到目前为止,CERBERUS是否具有泛素连接酶活性,以及CERBERUS在植物-微生物共生互作中的生物学功能未得到解析。该研究通过体外泛素化实验证实CERBERUS具有泛素连接酶活性。蛋白定位研究发现CERBERUS在烟草表皮细胞和百脉根的根细胞中呈点状荧光定位,并可与早期核内体(TGN)marker共定位。通过以CERBERUS C-端结构域为诱饵,利用酵母双杂交筛选百脉根接种根瘤菌的cDNA文库,研究人员找到CERBERUS的互作蛋白VAPYRIN。进一步研究发现百脉根中有两个VAPYRIN蛋白,二者均参与根瘤共生和菌根共生,且存在功能冗余。该研究还发现CERBERUS与VAPYRINs之间的互作可以稳定VAPYRINs蛋白的积累,且该稳定作用依赖二者之间的相互作用(Fig.1)。该研究暗示CERBERUS和VAPYRIN可能在TGN调控共生信号分子的内吞运输或信号复合物形成或再循环。

  中国科学院分子植物科学卓越创新中心博士后刘苗霞为论文第一作者,谢芳研究员为通讯作者,Jeremy D. Murray研究员和中科院遗传与发育生物学研究所谢旗研究员参与了该项工作。本研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金和中国科学院等项目的资助。

  论文链接:https://doi.org/10.1111/nph.16973