研究揭示菌根共生中脂肪酸营养交换的调控分子机制。10月4日，molecular plant 在线发表了中国科学院分子植物科学卓越创新中心/植物生理生态研究所王二涛研究组题为medicago ap2-domain transcription factor wri5a is a master regulator of lipid biosynthesis and transfer during mycorrhizal symbiosis 的论文。该研究发现在丛枝菌根真菌共生过程中，苜蓿转录因子wri5a是脂肪酸碳源和磷营养交换的分子开关。
绝大多数陆生植物借助自身的根系，通过与菌根真菌形成互利共生，高效从环境中获取磷、氮等营养，并把碳源传递给菌根真菌，向生态系统输入碳源。共生关系的建立依赖于菌根真菌与植物之间的信号交流和转导，王二涛研究组近几年研究表明oscerk1控制菌根信号分子——菌根因子的识别(plant journal, 2015)，并分离了菌根共生的关键转录因子复合体ipd3-della-dip1(cell research, 2014; communications, 2016)，以及下游控制营养交换的ha1基因(the plant cell，2014)。该研究组最新的研究表明，丛枝菌根真菌诱导植物合成脂肪酸，脂肪酸通过植物str/str2转运蛋白进入到菌根真菌中，建立了以脂肪酸为主要碳源营养的菌根共生营养交换的新理论框架(, 2017; molecular plant, 2017)。但碳源营养-脂肪酸在植物和菌根真菌之间的转运调控机制还不清楚。
该研究表明，转录因子wri5a受到菌根真菌分泌的myc factor的诱导，结合在启动子的aw-box区域激活目标基因的表达。实验证明，wri5a可以与str启动子上的aw-box结合，从而激活脂肪酸转运蛋白str的表达，调控脂肪酸的转运。在wri5a基因突变体中，菌根真菌的侵染率降低。然后将wri5a基因过表达后，菌根真菌侵染显著增加，并且植物总脂肪酸和c16：0脂肪酸含量均明显提高，表明wri5a基因在菌根真菌侵染过程中，对植物脂肪酸的合成具有正调控作用。除此之外，该研究还发现，wri5a基因可以激活植物磷转运蛋白mtpt4的表达，对植物从菌根真菌中吸收磷也有重要的调控作用。
后姜伊娜和生谢秋瑾为本文共同第一作者，该研究得到国家重点研发计划、国家自然基金委和中科院等的支持。
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研究揭示菌根共生中脂肪酸营养交换的调控分子机制
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