植物学领域最新进展

大丽轮枝菌能在数百种植物中引起维管束枯萎病。大多数致病真菌的毒性都需要bZIP转录因子Atf1的同源基因的参与，但其分子基础尚不清楚。来自北京林业大学的王永林研究团队进行了靶向基因缺失、表达分析、生物化学和致病性分析，以证明VdAtf1通过调控大丽轮枝菌的硝化抗性和氮代谢来调控发病机制。VdAtf1通过调控一氧化氮(NO)抗性和无机氮代谢而非氧化抗性来控制发病机制，这是大丽轮枝菌入侵丝形成的重要机制。VdAtf1会响应各种氮源而影响铵和硝酸盐的同化作用。VdAtf1可以参与调控VdNut1的表达。VdAtf1通过增强真菌细胞壁以及引起甲基乙二醛和甘油的过度积累而对NO胁迫作出反应，进而影响NO的解毒。研究人员还验证了禾谷镰孢菌（Fusarium graminearum）中的VdAtf1直系同源物介导了氮的代谢，提示其在相关植物病原真菌中的功能是保守的。本发现揭示了VdAtf1在大丽轮枝菌发病机制、硝化抗性和氮代谢中的新功能。这些结果为转录因子VdAtf1的毒力调控机制提供了新的见解。

原文https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.16481

植物信号转导

澳大利亚国立大学科研人员发现CEP受体信号转导控制拟南芥和苜蓿植物的根系结构。

根系结构(Root system architecture, RSA)影响植物从土壤中获取资源的有效性，但是控制RSA的遗传网络在很大程度上仍然不清楚。来自澳大利亚国立大学的Michael A. Djordjevic研究团队使用根盒、X射线计算机断层扫描、嫁接、生长素运输测量和激素定量分析来证明拟南芥和苜蓿植物CEP (C端编码肽)-CEP受体信号控制RSA、侧根（LRs）的向重力性定点角(GSA)、生长素水平和生长素运输。研究人员证明了土壤种植的拟南芥和苜蓿植物CEP受体突变体的RSA更窄，这是因为其具有更陡的LR GSA。嫁接显示芽中的CEPR1控制着GSA。CEP受体突变体表现为根生长素转运增加和芽生长素水平升高。在野生型芽中施加生长素诱导了更陡的GSA，而生长素转运抑制剂抵消了CEP受体突变体中较陡的GSA表型。此外，CEP多肽增加了WT的GSA，抑制了根生长素的运输，而CEP受体突变体则没有。结果表明，拟南芥和苜蓿植物的CEP-CEP受体依赖性信号输出控制RSA、LR GSA、芽生长素水平和根生长素运输。研究人员认为操纵CEP信号强度或CEP受体下游靶点或能提供改变RSA的方法。

原文 https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.16483

植物信号转导

美国唐纳德•丹弗思植物科学中心科研人员研究发现G蛋白亚基之间相互作用有助于植物反应的特异性。

植物同时整合来自各种内源和外源的信息，以优化生长和发育。这就要求植物的信号网络具有高度的动态性和灵活性。其中一个网络涉及由Gα，Gβ和Gγ亚基组成的异源三聚体G蛋白，它影响生长，发育和应激反应途径的许多方面。在拟南芥（Arabidopsis）等植物中，存在一个相对简单的G蛋白库，该库由一个经典和三个超大Gα，一个Gβ和三个Gγ亚基组成。因为Gβ和Gγ蛋白形成专性二聚体，所以缺少唯一Gβ或所有Gγ基因的植物的表型与预期的相似。然而，Gα蛋白既可以单体形式存在，也可以与Gβγ形式复合存在，而且不同Gα蛋白与唯一Gβ的组合遗传和生理相互作用的细节仍待探索。为了评估这种灵活的，依赖信号的相互作用及其对引起特异性反应的贡献，来自美国唐纳德•丹弗思植物科学中心的Sona Pandey团队构建了缺乏Gα和Gβ基因特定组合的拟南芥突变体，进行了广泛的表型分析，并在亚基使用和相互作用特异性的背景下评估了结果。

研究数据表明，存在多种机制模式，在某些情况下还存在复杂的上位关系，这主要取决于Gα和Gβ蛋白之间的信号依赖性相互作用。这表明植物G蛋白网络的固有灵活性尽管有限，但它提供了在不断变化的环境中生存所需的适应性。

原文https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.14714

植物生长发育及调控

英国伯明翰大学科研人员研究发现PRT6 N降解决定子通路通过将VRN2限制在内源性缺氧位以调节植物发育。

VERNALIZATION2 (VRN2)是被子植物特异的PRC2亚基，它是PRT6 N降解决定子途径中由泛素介导的蛋白水解的PCO分支的一个氧(O2)调控靶点。这一翻译后调控如何协调VRN2活性仍有待完全确定。本研究中，来自英国伯明翰大学的Daniel J. Gibbs 团队使用拟南芥的生态型、突变体和转基因株系来探究VRN2稳定性的控制对植物发育过程中的影响。VRN2定位于气生根组织的内源性缺氧区域。在根尖，VRN2根据光周期对开花时间有不同的调节作用，而在侧根原基和根顶端分生组织中，VRN2对根系结构有负向调节作用。异位积累VRN2对开花的影响不显著，但对根系生长的抑制作用增强。在春化依赖的晚花生态型中，VRN2只有在其蛋白水解因冷暴露而受到抑制时才在分生组织外活跃，因为其功能需要同时增加其他PRC2亚基和辅因子。

综上，研究人员发现VRN2的O2敏感型N降解决定子具有双重功能，将VRN2限制在分生组织和原基中，在其中具有特定的发育作用，同时也允许根据环境变化在分生组织外广泛积累，从而导致其它功能。

原文https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.16477