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    兰州大学生态学院研究团队揭示果胶酶在共生过程中的作用


    【发布日期】:2022-06-01  【来源】:兰州大学
    【核心提示】:菌根的形成是自然界很普遍的生态现象;而外生菌根真菌是最重要的菌根形态之一。

    菌根的形成是自然界很普遍的生态现象;而外生菌根真菌是最重要的菌根形态之一。日常生活中常见的松露、松茸、牛肝菌等菌菇,都需要先与特定的植物根系形成菌根。菌丝一端连接植物根系而另一端延伸到土壤中,从而增加宿主植物对土壤中水分和营养元素(特别是氮磷)的吸收利用,进而促进植物生长并增强植物的抗逆性。然而,外生菌根真菌如何于植物形成菌根的分子机制尚不明确。
          高等植物细胞壁主要由果胶、纤维素、半纤维素、木质素和蛋白质等相互交联,类似于“交联剂”的果胶,由a-1,4连接的D-半乳糖醛酸或半乳糖醛酸和鼠李糖残基所组成,多聚半乳糖醛酸酶是降解植物果胶骨架结构的主要酶之一,因此该酶在许多病原真菌在突破植物细胞壁的过程中起着重要的作用,但是其在菌根真菌中的作用依然未知。
          近期New Phytologist期刊发表了兰州大学青年研究员张凤课题组与法国国家农业食品与环境研究所(INRAE)Francis Martin课题组的最新合作研究成果,论文题为“The ectomycorrhizal basidiomycete Laccaria bicolor releases a GH28 polygalacturonase that plays a key role in symbiosis establishment”。
          该研究发现在外生菌根真菌(Laccaria bicolor)和杨树形成菌根的过程中,其中一个多聚半乳糖醛酸酶-LbGH28A上调表达了2.3倍。结合体外测活和体内RNA干扰的实验,发现该酶LbGH28A对菌根化形成有着重要的影响;细胞免疫定位和免疫胶体金电镜结果证明LbGH28A位于哈氏网中真菌和植物细胞壁之间。
          该工作阐述了外生菌根真菌分泌果胶酶作用于杨树的细胞壁,进而促进了双色蜡蘑的菌丝侵入杨树根部形成哈氏网。结合其他参与工作,张凤课题组提出了菌根形成的模型:菌根真菌和植物根部结合后诱导分泌表达LbX325和LbGH5-CBM1使植物细胞壁中致密的纤维素变得松弛,随后LbGH28A对中胶层中的果胶进行水解,从而促进了哈氏网的形成,这为后续研究外生菌根中不同信号的调节提供了新的思路。

     

     

     
    关键词: 菌根 真菌
     
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