Plant Com综述：植物激素对豆科植物根瘤形成的调控作用学术资讯

来源：BioArt植物

氮素是农业生产中的重要元素，生物固氮是除了人工合成氮肥以外最重要的氮素来源。豆科植物与根瘤菌的共生结瘤固氮体系是农业科学领域研究的热点，将豆科植物与根瘤菌的共生结瘤固氮体系应用于非豆科植物，是现代农业科学家所梦寐以求的。
近日，Plant Communications 在线发表了丹麦奥尔胡斯大学分子生物学与遗传学系Dugald Reid实验室撰写的题为No home without hormones: how plant hormones control legume nodule organogenesis 的综述文章。该文主要概括了植物激素与豆科植物根瘤形成的关系，另外作者对共生结瘤固氮体系有望被用于非豆科植物提出了新的设想。
共生结瘤固氮体系的建立需要根瘤发育和根瘤菌侵染的共同协调。根瘤是豆科植物一种特殊的共生器官，根瘤的功能是促进根瘤菌固氮，在结构上具有多样性，主要原因是根瘤形成的起始位点存在多样性（图A）。根瘤的形成是共生结瘤固氮体系建立的前提，植物激素对根瘤的形成起到关键作用，很多关键的分子机制已经被揭示，该文就激素在根瘤形成过程中的调控作用做了系统梳理。

该文的主要内容包括：细胞分裂素（细胞分裂素的合成、代谢与信号途径，细胞分裂素对根瘤形成的影响，细胞分裂素信号与结瘤信号的互作）、生长素（生长素的合成、代谢与信号途径，生长素对根瘤形成的影响，生长素信号在根瘤形成过程中与其他激素信号的关系）、乙烯（乙烯的合成与信号途径，乙烯在根瘤形成中的作用，乙烯信号与共生信号的关系）、赤霉素（赤霉素的合成与信号途径，赤霉素在根瘤形成中的作用，赤霉素信号在根瘤形成过程中与其他激素信号的关系）。除了这些小分子化合物激素，还介绍了肽类激素对根瘤形成的影响，包括对根瘤起抑制和促进作用的肽类激素，以及肽类激素与共生信号的互作。
激素对根瘤形成的研究使得通过激素调控非豆科植物发育根瘤成为可能。然而，真正使谷类作物实现固氮作用依然任重而道远，尽管如此，对共生结瘤固氮体系的研究并非止步不前，例如逆境对根瘤发育的影响、外界环境信号与体内激素信号如何互作影响结瘤、豆类作物改良等问题的研究仍具有广阔空间。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.xplc.2020.100104

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