王濤/董江麗課題組在根瘤衰老調控機制研究方面取得進展
發布日期:2019-10-11 瀏覽次數:  信息來源:生物學院

2019年10月7日,Plant Physiology在線發表了中國農業大學生物學院農業生物技術國家重點實驗王濤教授董江麗教授為通訊作者題為“Transcription factor bHLH2 represses CYSTEINE PROTEASE 77 to negatively regulate nodule senescence”的研究論文。


由于衰老的開始,豆科植物與根瘤菌共生是一個有時間限制的過程,導致宿主植物細胞和共生體的降解。許多轉錄因子、蛋白酶和功能基因與根瘤衰老有關。然而,是否還有其他蛋白酶或轉錄因子參與根瘤衰老仍知之甚少。該研究從蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)中鑒定出一個早期根瘤衰老突變體,bhlh2(基本螺旋-環-螺旋轉錄因子2),其固氮酶活性降低、植物細胞程序性死亡(PCD)加速以及活性氧積累(ROS)。結果表明,MtbHLH2負向調控根瘤衰老。將接種后28天的野生型和bhlh2-TALEN突變植株的根瘤進行轉錄組測序。結果鑒定出一種木瓜蛋白酶類半胱氨酸蛋白酶基因,MtCP77,其可能為MtbHLH2的潛在靶基因。凝膠遷移滯后和染色質免疫沉淀實驗結果表明,MtbHLH2可與MtCP77的啟動子直接結合以抑制其表達。MtCP77通過促進植株細胞程序性死和ROS的積累以正向調控根瘤衰老。此外,根瘤中MtbHLH2的表達水平從分生區到固氮區逐漸降低,而MtCP77的表達水平則升高。這些結果表明,MtbHLH2和MtCP77在根瘤衰老的調節中具有相反的功能。

該研究結果揭示了MtbHLH2和MtCP77在植物PCD、ROS積累和根瘤衰老中的重要作用,為理解根瘤衰老過程的調控提供了新的信息。


    

A proposed model for the regulation of MtbHLH2 during nodule senescence in M. truncatula

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