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        側(cè)根發(fā)育途徑在豆科植物根瘤形成中的恢復(fù)
        
			
        
				2019-11-29 14:26:34
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        豌豆和其他豆科植物的根部形成球形或圓柱形結(jié)構(gòu)(稱為結(jié)節(jié))，與細菌建立了互利的關(guān)系，細菌將大氣中的氮轉(zhuǎn)化為豆科植物可用的養(yǎng)分。根瘤共生使豆類能夠在大多數(shù)非豆科植物無法生存的氮限制條件下生長。日本的研究人員現(xiàn)在對共生關(guān)系如何演變有了更好的了解。
        

        側(cè)根發(fā)育途徑在豆科植物根瘤形成中的恢復(fù)
        

        他們于2019年11月在《科學(xué)》雜志上發(fā)表了他們的研究結(jié)果。
        

        美國國立基礎(chǔ)生物學(xué)研究所的論文作者Takashi Soyano說：“我們著手了解豆類如何獲得形成根瘤的能力，這對于建立宿主和固氮細菌之間的共生關(guān)系至關(guān)重要。” “我們的發(fā)現(xiàn)闡明了豆類如何獲得產(chǎn)生根瘤的能力。”
        

        根瘤通常是對一種稱為根瘤菌的細菌作出反應(yīng)而形成的。豆科植物已進化出基因，專門告訴宿主細胞存在根瘤菌，從而觸發(fā)了根瘤的形成，但目前尚不清楚這些遺傳因素如何觸發(fā)這些根器官的發(fā)育。
        

        研究人員使用豆科植物蓮花(Lotus japonicus)模型研究了這種器官的發(fā)育，并發(fā)現(xiàn)這是通過參與側(cè)根形成的基因而發(fā)生的。通常，由于水和養(yǎng)分在土壤表面趨于密集，因此植物會發(fā)育出側(cè)根而不是垂直的深根。
        

        “這種基因稱為ASL18a，是從大多數(shù)植物共有的側(cè)根發(fā)育計劃中選出的，在存在根瘤菌的情況下形成根瘤，” Soyano說。
        

        ASL18a和NF-Y這兩個基因的協(xié)同作用對于誘導(dǎo)細胞分裂形成根瘤是必不可少的。當(dāng)存在根瘤菌時，另一種稱為NIN的基因?qū)ｉT指導(dǎo)ASL18a和NF-Y協(xié)同工作。據(jù)Soyano稱，豆類中的ASL18a具有與NIN結(jié)合的調(diào)節(jié)元件，并允許基因之間的協(xié)同工作。
        

        Soyano說：“根器官的發(fā)育是通過各種信號成分和途徑之間復(fù)雜的相互作用來嚴格控制的。” “獲取該元素可能導(dǎo)致該基因募集到根瘤形成中。”
        

        接下來，Soyano和他的團隊計劃研究側(cè)根的發(fā)育和共生特異性途徑如何相互影響，以幫助形成根瘤。
        

        “對這兩種途徑如何整合的詳細研究可以為深入理解豆科植物的進化途徑提供重要的見解。” y野說。
        

        他還指出，這種根瘤形成的基本分子機制也可能存在于其他植物中，例如西紅柿，并且可能導(dǎo)致根瘤共生在可持續(xù)農(nóng)業(yè)實踐中的應(yīng)用。
        
			

			
          
        
			
        
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