王涛/董江丽课题组在根瘤衰老调控机制研究方面取得进展
发布日期:2019-10-11 浏览次数:  信息来源:生物学院

2019年10月7日,Plant Physiology在线发表了中国农业大学生物学院农业生物技术国家重点实验王涛教授董江丽教授为通讯作者题为“Transcription factor bHLH2 represses CYSTEINE PROTEASE 77 to negatively regulate nodule senescence”的研究论文。


由于衰老的开始,豆科植物与根瘤菌共生是一个有时间限制的过程,导致宿主植物细胞和共生体的降解。许多转录因子、蛋白酶和功能基因与根瘤衰老有关。然而,是否还有其他蛋白酶或转录因子参与根瘤衰老仍知之甚少。该研究从蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)中鉴定出一个早期根瘤衰老突变体,bhlh2(基本螺旋-环-螺旋转录因子2),其固氮酶活性降低、植物细胞程序性死亡(PCD)加速以及活性氧积累(ROS)。结果表明,MtbHLH2负向调控根瘤衰老。将接种后28天的野生型和bhlh2-TALEN突变植株的根瘤进行转录组测序。结果鉴定出一种木瓜蛋白酶类半胱氨酸蛋白酶基因,MtCP77,其可能为MtbHLH2的潜在靶基因。凝胶迁移滞后和染色质免疫沉淀实验结果表明,MtbHLH2可与MtCP77的启动子直接结合以抑制其表达。MtCP77通过促进植株细胞程序性死和ROS的积累以正向调控根瘤衰老。此外,根瘤中MtbHLH2的表达水平从分生区到固氮区逐渐降低,而MtCP77的表达水平则升高。这些结果表明,MtbHLH2和MtCP77在根瘤衰老的调节中具有相反的功能。

该研究结果揭示了MtbHLH2和MtCP77在植物PCDROS积累和根瘤衰老中的重要作用,为理解根瘤衰老过程的调控提供了新的信息


    

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

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