近日，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)生物學(xué)院梁鵬博團(tuán)隊(duì)在《Science》期刊上發(fā)表題為“Nanodomain-localized formin gates symbiotic microbial entry in legume and solanaceous plants”的研究成果。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)植物抗逆高效全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室梁鵬博研究員是該論文的通訊作者，德國弗萊堡大學(xué)Thomas Ott教授是共同通訊作者，在讀博士生喬李錦、孫恒為論文的共同第一作者。

在豆科植物苜蓿中，SYFO2是根瘤菌侵染根毛、起始侵染線形成的主導(dǎo)因子。接種根瘤菌后，SYFO2在苜蓿根毛細(xì)胞膜上呈現(xiàn)為特定的納米微區(qū)（Nanodomain），并與支架蛋白SYMREM1發(fā)生物理互作，二者共同驅(qū)動(dòng)蛋白質(zhì)液-液相分離來形成局部細(xì)胞微絲調(diào)控樞紐，進(jìn)而引發(fā)細(xì)胞膜內(nèi)陷，最終形成根瘤菌進(jìn)入宿主細(xì)胞的通道—侵染線，該過程中SYFO2的轉(zhuǎn)錄水平受根瘤共生特異轉(zhuǎn)錄因子NIN調(diào)控。SYFO2同時(shí)主導(dǎo)菌根真菌在苜蓿根部的胞內(nèi)侵染，其轉(zhuǎn)錄水平在預(yù)侵染和早期侵染細(xì)胞中被特異激活，其蛋白亞細(xì)胞定位在菌絲進(jìn)入宿主細(xì)胞及早期分枝結(jié)構(gòu)處。在非豆科作物番茄中，SYFO2同源基因并未丟失，且調(diào)控菌根胞內(nèi)侵染的功能保守。盡管番茄不能與根瘤菌共生固氮，且NIN基因丟失，但其內(nèi)源SYFO2基因啟動(dòng)子區(qū)仍保留NIN結(jié)合位點(diǎn)。在番茄中異源引入苜蓿NIN蛋白，可成功激活番茄內(nèi)源SYFO2的表達(dá)，揭示了根瘤菌早期侵染這一遺傳通路框架在非豆科作物中的工程化潛力。

根瘤菌、叢枝菌根侵染豆科植物和非豆科作物番茄的保守分子框架及工程化策略