Nature Plants | 河南大学王学路团队揭示大豆与根瘤菌匹配性的进化及其分子机制
来源:https://mp.weixin.qq.com/s/smwXn1z-Hinv1yeBpOZkEw
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作者:proc7cf94
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发布时间: 2021-02-04
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2021年1月15日，河南大学作物逆境适应与改良国家重点实验室王学路教授团队和华中农业大学李友国教授在Nature Plants上发表了题为Glycine max NNL1 restricts symbiotic compatibility with bradyrhizobia via root hair infection in soybean的研究论文，揭示了大豆与根瘤菌共进化过程中，根瘤菌由裂隙侵染向根毛侵染方式转化的遗传、分子和进化机制，这种侵染方式的转变对于增强大豆共生固氮能力和提高大豆产量起到了重要作用。
GmNNL1的表达模式与功能研究表明，GmNNL1主要在根毛中表达并主要影响根瘤菌的根毛侵染途径，几乎不影响原始的裂缝侵染途径，表明GmNNL1失活单倍型的出现，是导致根瘤菌侵染大豆由裂缝侵染向根毛侵染转变的重要原因。此外，通过质谱鉴定与生物化学以及遗传分析表明，在部分农家种中，全长的GmNNL1蛋白通过与根瘤菌的三型分泌系统效应蛋白NopP直接相互作用从而激活ETI抑制大豆与USDA110的共生。
GmNNL1的功能丧失导致根瘤菌由裂隙侵染向根毛侵染的转变
综上所述，该研究不仅揭示了在大豆与根瘤菌互作过程中宿主与寄主匹配性的遗传和分子机制，而且阐释了根瘤菌与大豆共进化过程中，根瘤菌由裂缝侵染演化成高效的根毛侵染过程的重大分子事件，也为大豆高效固氮的分子设计育种提供了重要理论依据和目标基因。
河南大学王学路教授和华中农业大学李友国教授为该论文共同通讯作者，华中农业大学与河南大学联合培养的张豹博士后为第一作者、河北省农科院张孟臣研究员团队、美国农业部宋启建研究员等参与了该研究。研究得到了国家重点研发计划以及国家自然科学基金与河南大学经费的支持。
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41477-020-00832-7
