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放大字体  缩小字体 发布日期:2019-09-03 13:12  浏览次数:0
摘 要:农田过度施肥是一个巨大的环境问题。来自受精农田的过量磷经常进入附近的河流和湖泊。由此产生的水生植物生长繁荣可导致水中的氧
 农田过度施肥是一个巨大的环境问题。来自受精农田的过量磷经常进入附近的河流和湖泊。由此产生的水生植物生长繁荣可导致水中的氧气水平下降,导致鱼类死亡和其他有害影响。
 
 
Boyce Thompson研究所的研究人员发现了一对植物基因的功能,这些基因可以帮助农民改善磷酸盐捕获,从而减少与受精相关的环境危害。
 
这项工作于9月2日在Nature Plants上发表。
 
这一发现源于玛丽亚·哈里森(Maria Harrison)对植物与丛枝菌根真菌(AM)真菌的共生关系的关注。哈里森是BTI的William H. Crocker教授,也是康奈尔大学综合植物科学学院的兼职教授。
 
AM真菌定殖植物根,形成植物交换脂肪酸磷酸盐和氮的界面。真菌还可以帮助植物从压力条件中恢复,例如干旱时期。
 
但是用脂肪酸喂养AM真菌是昂贵的,因此植物不会让这种殖民化不受控制。
 
为了发现植物如何控制真菌定植的数量,她实验室的博士后科学家Harrison和LenaMüller研究了在Medic藜苜蓿和Brachypodium distachyon植物中编码称为CLE肽的短蛋白质的基因。
 
CLE肽参与细胞发育和对压力的反应,并且它们存在于整个植物界,从绿藻到开花植物。
 
研究人员发现,其中两个CLE基因是AM真菌共生的关键调节因子。一个名为CLE53的基因一旦根被定植就会降低定植率。当植物有大量磷酸盐时,另一个基因CLE33会降低定植率。
 
“能够控制植物根部的真菌定植水平,即使在较高的磷酸盐条件下也能保持共生,这对农民来说可能是有用的,”哈里森说。 “例如,你可能想要AM真菌的其他有益作用,如氮吸收和干旱恢复,以及进一步吸收磷酸盐”
 
“你可以通过改变植物中这些CLE肽的水平来实现这些益处,”哈里森补充说。
 
Müller发现CLE肽通过称为SUNN的受体蛋白起作用。她与阿姆斯特丹大学的Harro Bouwmeester和Kristyna Flokova合作,发现两种CLE肽调节植物合成一种名为独脚金内酯的化合物。
 
植物根部将独脚金内酯渗入土壤中,该化合物刺激AM真菌生长并定植于根部。一旦根被定植或有足够的磷酸盐,CLE基因抑制独脚金内酯的合成,从而减少真菌的任何进一步定植。
 
“在2000年初,研究人员发现植物有一种方法可以测量,然后减少定植,”穆勒说。 “但直到现在,没有人真正理解这种动态的分子机制。”
 
研究人员接下来的步骤将包括找出导致CLE基因响应定植和高磷酸盐水平的分子。
 
Müller还计划将本研究中的两种CLE肽与具有不同功能的其他CLE肽进行比较。
 
“CLE肽非常相似,但它们具有完全不同的功能,”Müller说。 “看看为什么会这样,这将是非常有趣的。”
 
 
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