亚博体育官网app下载—PNAS:揭示极光激酶调控根瘤共生的分子机制
时间:2022-11-24

北欧神话中,曙光女神Aurora用同党划破暗中夜空构成极光,预示拂晓的到来。Aurora基因起首在果蝇中被判定,其突变体细胞割裂时构成单极纺锤体,形似极光,故定名为极光激酶Aurora(Glover et al., 1995)。较多癌症中均存在极光激酶的过度表达,因此Aurora在抗肿瘤研究中被普遍存眷,而研究人员对其在植物中的功能却知之甚少。

10月17日,中国科学院份子植物科学出色立异中间、中国科学院-英国约翰·英纳斯中间植物和微生物科学结合研究中间研究员Jeremy Murray研究组在《美国国度科学院院刊》(PNAS)上,颁发了题为Intracellular infection by symbiotic bacteria requires the mitotic kinase AURORA1的论文,初次揭露Aurora在根瘤共生中的主要感化和调控机制。

豆科植物与根瘤菌共生固氮可有用下降化肥利用量,是以解析共生的份子机制是成长可延续农业的主要根本。共生系统的成立起首依托根瘤菌侵染宿主成功。对大都豆科植物而言,根瘤菌经由过程邃密的显微布局侵染线入侵植物细胞,进而在根瘤内定殖并固氮。侵染线成管状并穿细致胞,由植物细胞膜和细胞壁内陷而构成。该构成进程依靠细胞骨架重塑,需要微丝、微管和囊泡等多种组分的时空调和。科学家已留意到侵染线构成时所产生的细胞骨架动力学行动与有丝割裂中细胞板的发育进程很是类似(Brewin, 1991; Rae et al., 1992),但细胞周期是不是介入侵染线的形态建成尚不清晰。

前期研究发现根瘤菌侵染的产生与多个细胞周期基因的从头激活紧密亲密相干(Breakspear et al., 2014)。因为aur1突变体致死,研究操纵CRISPR/Cas9编纂系统进行共生组织特异性敲除,发现AUR1突变后,侵染线发育异常,注解AUR1在初期结瘤进程中的要害感化。活细胞荧光成像阐发、免疫共沉淀和卵白磷酸化等尝试揭露AUR1与微管卵白和微管连系卵白MAP65彼此感化且配合定位在根毛中的预侵染布局,并暗示AUR1经由过程调控细胞骨架增进侵染线的亚博体育官网app下载构成。科研人员对转录调控的进一步研究注解,AUR1的激活遭到R1R2R3-Myb类转录因子MYB3R1的直接调控。干扰MYB3R1的表达显著按捺侵染线和根瘤的构成,而过表达MYB3R1则显著增添侵染和结瘤。豆科植物AUR1启动子上的顺式元件与非豆科植物比拟存在差别,且对AUR1的表达模式相当主要,注解共生进化进程中豆科植物经由过程招募MYB3R1-AUR1有丝割裂模块增进建成精致的侵染线。

该研究初步揭露细胞周期基因调控侵染线构成的份子机理,为提高和革新豆科作物的固氮能力供给主要的基因资本和理论根据。研究工作获得中科院、国度重点研发打算、国度天然科学基金、中国博士后科学基金和上海市“超等博士后”鼓励打算等的撑持。

 

根瘤菌正在侵染苜蓿根毛。红色为AURORA,绿色为微管卵白。

—亚博体育官网app下载