分子植物中心王二濤團隊及合作者揭示沙棘放線菌固氮生物學機制

豆目、薔薇目、葫蘆目和殼鬥目的部分植物能够與根瘤菌或放線菌共生固氮,其中豆科植物與根瘤菌共生固氮的分子機理研究深入。現時,放線菌共生固氮沒有好的研究模式植物,囙此放線菌共生固氮機理研究少、進展慢。

2022年2月4日,國際植物學領域刊物《新植物學家》(New Phytologist)線上發表了來自中國科學院分子植物科學卓越創新中心、深圳華大生命科學研究院農業基因組學國家重點實驗室、山西晋中市林業科學研究所等多家組織合作的題為“The genome ofHippophae rhamnoidesprovides insights into a conserved molecular mechanism in actinorhizal and rhizobial symbiosis”的研究論文。該研究組裝了沙棘染色體級別的參攷基因組,探究了沙棘放線菌固氮生物學機制。

豆目、薔薇目、葫蘆目和殼鬥目的部分植物能够與根瘤菌或放線菌共生固氮,其中豆科植物與根瘤菌共生固氮的分子機理研究深入。現時,放線菌共生固氮沒有好的研究模式植物,囙此放線菌共生固氮機理研究少、進展慢。沙棘是胡頹子科沙棘屬落葉性灌木,適應於缺水少肥的華北及西北貧瘠地區,是防風固沙功臣,最重要的是其根部與放線菌共生固氮;其果實富含維他命C及黃酮等活性物質,是健康飲品的原料供給者,具有重要的生態和經濟價值。

該研究以采自山西的沙棘為資料,組裝染色體級別的參攷基因組,理清存在爭議的固氮分支植物的演化關係。沙棘與其近親物種冬棗大約在7-8千萬年前分化開;兩者分道揚鑣後,沙棘又經歷了一次特有的全基因組複製事件。

研究團隊對沙棘的根瘤樣品進行微生物多樣性分析,確定放線菌Frankia為其根瘤共生微生物的主要來源;並對沙棘根瘤和根等多個組織進行轉錄組測序,通過比較沙棘根瘤共生誘導和苜蓿中根瘤固氮共生相關基因,發現共生相關基因中絕大多數呈現出直系同源關係,如NINRPGNSP2DMI2等,表明豆科植物-根瘤菌共生和放線菌根瘤共生的保守性。沙棘參攷基因組為研究沙棘的分子生物學、植物-放線菌共生以及沙棘的遺傳改良提供了科學基礎。

該研究還利用沙棘基因組、轉錄組等資訊鑒定出維他命C合成通路相關基因,繪製沙棘維他命C合成的代謝通路圖。

中科院分子植物科學卓越創新中心博士後武澤峰、深圳華大生命科學研究院農業基因組學國家重點實驗室陳宏運、晋中市林業科學研究所潘亞為該論文共同第一作者,中科院分子植物科學卓越創新中心王二濤研究員和深圳華大生命科學研究院農業基因組學國家重點實驗室劉歡研究員為論文共同通訊作者。該研究得到了國家重點研發計畫、中科院和國家自然基金等項目的資助。

論文連結:https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/nph.18017

沙棘根瘤切片

本文標題: 分子植物中心王二濤團隊及合作者揭示沙棘放線菌固氮生物學機制
永久網址: https://www.laoziliao.net/doc/1656032922771198
相关資料
《Nature》丨上海巴斯德所劉星團隊揭示新型抗化膿鏈球菌感染免疫應答機制
全球每年約有7億人受其感染。GAS感染後臨床嚴重程度與其SpeB表達量呈顯著負相關,但之中具體分子機理尚不清晰。結果顯示,相比於野生型及其它毒力因數缺失菌株感染後出現的嚴重化膿和壞死性病變,SpeB缺失GAS菌株感染後感染部位未觀察明顯皮膚
標籤: nature 鏈球菌感染 鏈球菌 免疫應答 科學 科普
北大醫學部王韻課題組揭示催產素受體翻譯後修飾調控社交行為的新機制
文章使用了分子生物學、在體鈣訊號記錄和行為學等多種實驗方法,揭示了蛋白激酶D1與催產素受體的相互磷酸化特异性調控內側杏仁核介導的長時程社交記憶及其潜在機制。OXTR屬於G蛋白偶聯受體,此前的研究發現其第三胞內環C端存在多個潜在的磷酸化修飾位
標籤: 翻譯後修飾 催產素 磷酸化 調控
武大學者破解男性抑鬱症與睾酮降解的關聯機制
2月1日,藥學院劉天罡與人民醫院李豔、王高華、劉忠純聯合團隊在CellHost&Microbe上發表論文,揭示了男性抑鬱症患者中腸道菌與抑鬱發病機制之間的一種聯系,顯示了針對特定類型患者以腸道中睾酮降解菌為靶點的潜在治療方向。睾酮是
標籤: 睾丸酮 腸道菌群 血清睾酮
上海交大農生學院陳功友教授團隊揭示白葉枯病菌克服水稻抗病基因抗性的新機制
Xa23是現時最廣譜抗白葉枯病的水稻抗病基因,廣泛應用於水稻育種中。Xoo是否進化出能够克服Xa23抗病基因抗性的新型毒性菌株,現時尚不清楚。這些結果揭示了Xoo菌株通過突變TALE類無毒蛋白中間重複區序列這一策略來逃避抗病基因識別與結合的
標籤: 水稻 水稻品種 農業 科普