揭示GEF-ROP调控根瘤菌侵染的分子机制学术资讯

上海师范大学于楠课题组与中国科学院分子植物科学卓越创新中心王二涛课题组合作在JIPB上发表了题为“Phosphorylation of MtRopGEF2 by LYK3 mediates MtROP activity to regulate rhizobial infection in Medicago truncatula”（https://doi.org/10.1111/jipb.13148）的研究论文，该研究发现苜蓿中鸟苷酸交换因子MtGEF2和小G蛋白Rac1及其同源基因在调控根毛发育和根瘤菌共生过程中所发挥的分子机制。

豆科植物与根瘤菌的共生过程起始于植物对结瘤因子Nod Factor的特异性识别，随后根毛卷曲包裹附着在根毛顶端的根瘤菌，形成管状通道的侵染线。根瘤菌在侵染线内进一步的扩繁，侵染由皮层发育而来的根瘤细胞，共生固氮。已有的研究报道：苜蓿MtROP10参与调控根毛的顶端生长，百脉根LjROP6调控侵染线形成和结瘤过程。在共生过程中，ROP如何被激活以及调控根毛卷曲生长的分子机制仍不清楚。

该研究发现共生受体激酶LYK3和NFP感知共生信号后，受体激酶LYK3直接磷酸化鸟苷酸交换因子GEF2，被磷酸化的GEF2进一步激活小G蛋白Rac1，激活状态的Rac1极性定位于根毛的顶端，可能介导了根毛的极性生长。进一步的研究工作还发现活性状态的Rac1与LYK3和NFP形成复合体，暗示根毛顶端极性定位的受体复合物调控侵染线的形成。