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科研進(jìn)展
昆明植物所應(yīng)邀在Annual Review of Plant Biology發(fā)表關(guān)于植物與植物間通訊的綜述文章 文章來(lái)源:資源植物與生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 | 發(fā)布時(shí)間:2023-02-01 | 作者:申國(guó)境 | 瀏覽次數(shù): | 【打印】 【關(guān)閉】 自然界中,植物并不是孤立存在的,而是經(jīng)常與其它的生物產(chǎn)生多種多樣的相互作用。植物與植物之間通過(guò)地上和地下部分產(chǎn)生的揮發(fā)物,以及利用根際分泌物進(jìn)行互作已經(jīng)得到了較深入的研究。近些年的研究表明,寄生植物與寄主植物間可以通過(guò)吸器,這一個(gè)特殊的器官,進(jìn)行物質(zhì)與信號(hào)交流;此外,叢枝菌根真菌的菌絲也能夠在地下連接不同的宿主植物的根,通過(guò)龐大的菌根網(wǎng)絡(luò)在不同的宿主植物間傳遞信號(hào)。 中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所植物與其它生物互作化學(xué)生態(tài)學(xué)攻關(guān)團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期從事寄生植物與植物間的相互作用研究。該研究團(tuán)隊(duì)首次提出了寄生植物菟絲子與寄主植物可以形成“菟絲子連接的植物微群體”的生態(tài)學(xué)概念,并以此為研究模型,開展了一系列創(chuàng)新性的研究。團(tuán)隊(duì)的研究發(fā)現(xiàn)在菟絲子與寄主植物形成的微群體中,菟絲子能傳遞有生態(tài)學(xué)效應(yīng)的抗蟲系統(tǒng)性信號(hào)(Hettenhausen et al.,2017, PNAS;Zhuang et al., 2018, New Phytologist; Lei et al., 2021, Journal of Experimental Botany)、鹽脅迫系統(tǒng)性信號(hào)(Li et al., 2020, Journal of Experimental Botany)、氮素營(yíng)養(yǎng)缺乏誘導(dǎo)的系統(tǒng)性信號(hào)(Zhang et al., 2021, Plant Physiology)等。該研究團(tuán)隊(duì)還首次揭示菟絲子與寄主植物之間,以及菟絲子介導(dǎo)的不同寄主植物間,都存在大規(guī)模的蛋白質(zhì)交流,某些蛋白質(zhì)被轉(zhuǎn)運(yùn)后還保留了生物學(xué)功能(Liu et al., 2020, Molecular Plant),比如寄主植物的成花素FT蛋白被轉(zhuǎn)運(yùn)到菟絲子中,激活菟絲子的開花信號(hào),從而誘導(dǎo)菟絲子開花(Shen et al. 2020, PNAS)。 該團(tuán)隊(duì)2022年受Annual Review of Plant Biology的邀請(qǐng),撰寫了題為Between-Plant Signaling的綜述文章。文章總結(jié)了近年來(lái)寄生植物與寄主間,以及寄生植物連接的不同寄主間,通過(guò)吸器連接交換系統(tǒng)性信號(hào)、次生代謝產(chǎn)物、mRNA、microRNA、noncoding RNA以及蛋白質(zhì)等分子的運(yùn)輸,及其生理生態(tài)意義。該綜述還總結(jié)了近些年來(lái)叢枝菌根真菌介導(dǎo)的植物間通訊的研究進(jìn)展,包括叢枝菌根真菌在不同宿主植物間傳遞抗蟲、抗病等系統(tǒng)性信號(hào)和物質(zhì)的運(yùn)輸。該綜述文章為了解植物間的相互作用提供了豐富的信息和新視角。 該綜述最近在線發(fā)表在國(guó)際著名刊物Annual Review of Plant Biology雜志上,吳建強(qiáng)研究員為通訊作者,申國(guó)境博士和張井雄博士為論文第一作者,雷云霆博士和許宇星博士也參與了該項(xiàng)工作。該團(tuán)隊(duì)相關(guān)工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金(31970274, 32100251, 32000179)、中科院“西部之光”人才培養(yǎng)計(jì)劃項(xiàng)目、中科院“特別研究助理”和博士后科學(xué)基金(2020M673315, 2022M713224)的資助。
寄生植物菟絲子和叢枝菌根真菌介導(dǎo)的植物間通訊模式圖 (責(zé)任編輯:李雪)
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