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华中农业大学专家克隆豆科植物共生固氮调控基因ROP6
发布日期:2012/3/26 16:12:19 浏览次数:2964
    继《植物细胞》(The Plant cell)发表了我校农业微生物学国家重点实验室张忠明课题组的最新研究成果之后,近日,《植物生理》(Plant physiology)在线发表了该组又一新的研究成果。该研究找到并鉴定了一个调控豆科植物根瘤的发育相关的关键基因ROP6,并深入阐明了该蛋白在根瘤形成和发育中的功能和作用机制,对揭示宿主植物共生信号转导和根瘤共生体形成的机制具有重要的意义。
     根瘤菌能与豆科植物形成共生体根瘤,根瘤的发生、发育以及固氮功能的发挥都是微生物与植物相互识别,信号分子相互作用的结果,目前有关于豆科植物共生信号的传递以及网络调控是国际上的研究热点,揭示根瘤菌共生信号在豆科植物中转导及调控机理,为扩大根瘤菌寄主范围、探索建立根瘤菌-非豆科共生固氮体系提供科学依据。
     张忠明课题组的研究人员通过酵母双杂交的方法在百脉根文库中筛选到一个与结瘤因子受体蛋白NFR5相互作用的小G蛋白ROP6(Rho of plant)。最早发现的Rho GTPase的功能是调控真核细胞肌动蛋白的装配和细胞的极性发育,现有的研究发现它还可以调控多种生理过程,如基因表达、细胞壁合成、H2O2产生、内吞作用、胞外分泌、胞浆的移动、细胞周期、真核生物器官细胞分化等。研究发现,NFR5与ROP6在体内与体外都有特异性的相互作用,并且ROP6受根瘤菌诱导表达,通过RNAi技术沉默ROP6的表达,根瘤的数目显著降低,甚至部分转基因植株不能形成根瘤,进一步研究发现侵入线形成的效率和根瘤原基的数目也明显降低,这说明ROP6在百脉根结瘤过程中起到关键作用。
     张忠明课题组长期从事根瘤菌与豆科植物共生固氮分子生物学的研究,本项研究成果是该课题组分离到共生相关的基因SIP1,CIP73和SIP2之后鉴定的又一重要共生基因。
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