植生生態所揭示植物激素調控菌根共生的分子機理

　　12月17日，國際學術期刊Cell Research在線發表中科院上海生命科學研究院植物生理生態研究所王二濤研究組關于菌根共生的最新研究成果A DELLA protein complex controls the arbuscular mycorrhizal symbiosis in plants。該研究詳細揭示了植物-菌根共生的轉錄調控機理，并闡明植物激素赤霉素通過DELLA蛋白調節菌根共生的分子機制。

　　菌根是指植物與土壤中的菌根真菌形成的共生體，分布廣泛，超過80%的陸生植物都能夠與菌根真菌形成共生體。目前的研究表明，植物-菌根真菌共生是植物由水生向陸生植物進化所必須的，植物-菌根共生的建立在自然界有巨大的競爭優勢。在植物-菌根共生中，真菌一方面從植物獲得碳源等有機物作為自己的營養，另一方面能夠幫助植物高效吸收土壤中的磷、氮等營養元素，顯著促進植物的生長。研究植物-菌根共生可能為降低農作物對磷肥和氮肥的利用提供理論基礎。

　　研究人員發現，GA處理植物導致菌根共生能力下降，且呈現出濃度依賴的表型，而與共生相關的下游基因的表達也受到明顯的抑制。而植物GA信號通路關鍵基因DELLA突變體不能與菌根共生，預示著DELLA可能是GA調節植物生長和菌根共生的關鍵基因。研究人員通過酵母雙雜交篩選等試驗，獲得DELLA的互作的GRAS類型的轉錄因子DIP1，并且DIP1突變導致植物菌根共生能力的下降。進一步的研究表明，DIP1能夠與調控菌根共生的轉錄因子RAM1直接相互作用，從而調節植物中參與菌根共生下游基因的表達。該研究第一次清晰地揭示出植物-菌根共生過程中的轉錄因子復合物DELLA-DIP1-RAM1，為我們理解菌根共生如何受環境調控提供了理論基礎。

　　該研究得到了中國科學院戰略性先導科技專項的資助。