《Plant Physiology》刊发我校李晓玉教授团队在菌根共生研究领域最新进展

本网讯 丛枝菌根（Arbuscular mycorrhiza, AM）真菌是一类在陆地生态系统中普遍存在的土壤微生物，它们与大多数陆地植物形成了一种互惠共生的伙伴关系，显著促进了宿主植物对氮、磷、钾等关键养分的吸收和抗逆性提升。这种共生关系的发展和维持是植物基因精确调控的结果。在AM共生体系中，菌根丛枝形成、维持和退化的精细调节对于植物和真菌双方都是至关重要的。然而，目前的研究大多集中在菌根丛枝的形成和维持上，而对于菌根丛枝退化过程的研究相对较少。因此，深入理解植物如何调控菌根丛枝的退化过程，对于菌根真菌与植物建立互利共生关系具有重要的科学意义。

近日，我校作物抗逆育种与减灾国家地方联合工程实验室李晓玉教授团队，在植物学领域的权威期刊《Plant Physiology》（中科院1区）上发表了题为《Zinc finger protein LjRSDL regulates arbuscule degeneration of arbuscular mycorrhizal fungi in Lotus japonicus》的研究论文。该研究揭示了C₂H₂型锌指蛋白LjRSDL通过调节植物激素信号转导途径，从而控制丛枝菌根真菌丛枝的退化过程。

李晓玉教授团队长期专注于菌根共生领域的研究。团队从百脉根中鉴定出一种C₂H₂型锌指蛋白LjRSDL（与共生体分化调节因子相似）。进化分析显示，LjRSDL的同源基因仅存在于能够与菌根共生的开花植物中，通过对LjRSDL的时空诱导表达模式分析，发现其主要在共生维持和退化阶段的丛枝上显著表达，同时介导丛枝降解相关通路基因的表达（图1）。当LjRSDL基因过量表达时，菌根共生体中的大丛枝数量减少而小丛枝数量增多，而在ljrsdl突变体中观察到大丛枝数量增多而中等丛枝数量减少的现象，这表明LjRSDL的表达促进了菌根丛枝的退化。

图1 LjRSDL调控菌根降解相关基因的表达

通过比较转录组分析和酵母单杂交等实验，研究团队揭示了LjRSDL通过调节激素信号转导途径来控制丛枝菌根真菌丛枝的退化（图2）。这项研究不仅为深入理解植物与菌根真菌之间互利共生关系的形成机制提供了新的视角，而且为菌根共生动态调控和植物共生抗逆育种提供了新的理论依据。

图2 LjRSDL调控菌根丛枝降解示意图

我校已毕业博士生徐云剑、刘芳和吴符浪为论文的共同第一作者，李晓玉教授为通讯作者。该项研究得到了国家自然科学基金（31870415、U21A20235、31902104）等项目的支持。原文链接：https://doi.org/10.1093/plphys/kiae487

近年来，李晓玉团队在玉米等植物与AMF共生调控氮磷吸收、抗逆等基因功能和机制研究上取得系列进展，先后在《Science of The Total Environment》《Horticultural Plant Journal》《Plant and Soil》《Pedosphere》《Plant Science》《BMC Plant Biology》等期刊发表相关论文10余篇，为玉米等植物与AMF共生抗逆育种提供了重要基因资源和理论依据。（图文/李晓玉 编辑/程玉磊 预审/薛挺 审核/夏晓昀）

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