分子植物卓越中心揭示共生信号组分CERBERUS调控根瘤菌侵染的分子机制学术资讯

内容来源：中国科学院

近日，中国科学院分子植物科学卓越创新中心研究员谢芳团队以CERBERUS is critical for stabilization of VAPYRIN during rhizobial infection in Lotus japonicu为题在国际学术期刊New Phytologist发表研究论文，揭示共生信号组分CERBERUS调控根瘤菌侵染的分子机制。

CERBERUS是根瘤共生和菌根共生共同需要的基因，该基因突变会导致植物不能形成正常的根瘤器官，也会显著降低菌根真菌的侵染率。CERBERUS编码一个含ARMADILLO (ARM)和WD40 重复元件的U-box蛋白，可能作为一个泛素连接酶行使功能。但到目前为止，CERBERUS是否具有泛素连接酶活性，以及CERBERUS在植物-微生物共生互作中的生物学功能未得到解析。该研究通过体外泛素化实验证实CERBERUS具有泛素连接酶活性。蛋白定位研究发现CERBERUS在烟草表皮细胞和百脉根的根细胞中呈点状荧光定位，并可与早期核内体（TGN）marker共定位。通过以CERBERUS C-端结构域为诱饵，利用酵母双杂交筛选百脉根接种根瘤菌的cDNA文库，研究人员找到CERBERUS的互作蛋白VAPYRIN。进一步研究发现百脉根中有两个VAPYRIN蛋白，二者均参与根瘤共生和菌根共生，且存在功能冗余。该研究还发现CERBERUS与VAPYRINs之间的互作可以稳定VAPYRINs蛋白的积累，且该稳定作用依赖二者之间的相互作用。该研究暗示CERBERUS和VAPYRIN可能在TGN调控共生信号分子的内吞运输和信号复合物形成或再循环。

分子植物卓越中心博士后刘苗霞为论文第一作者，谢芳为论文通讯作者。该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金和中科院等项目的资助。