近日,華南農業大學謝賢安課題組在The Plant Journal期刊上發表題為“A mycorrhiza-inducible phosphate transporter SlPT3 regulates phosphate uptake, iron homeostasis, and arbuscule development in tomato under combined nutrient stress conditions”的研究成果。華南農業大學林學與風景園林學院謝賢安副教授為通訊作者,范曉寧博士為第一作者。
課題組以番茄為材料,接種菌根真菌異形根孢囊霉,系統分析了在單一以及復合磷、鋅、鐵缺乏條件下宿主植物的生理與分子響應。結果表明SlPT3是叢枝菌根誘導的磷轉運基因,在磷與鋅同時缺乏時表達顯著上調,其定位于環叢枝膜,直接參與菌根途徑的磷吸收。在缺鋅條件下,敲降SlPT3會導致磷吸收減少、叢枝發育受阻,說明SlPT3參與鋅缺乏下的磷穩態與叢枝發育。在磷與鋅雙重缺乏條件下,SlPT3參與鐵(Fe2+)的吸收與積累,影響菌根植物(番茄)中的鐵含量。在酵母系統中異源表達SlPT3基因,不僅能恢復磷轉運缺陷,還能在鐵吸收缺陷型酵母菌株中恢復其生長,表明SlPT3可能整合低磷低鋅信號調控叢枝菌根中的鐵(Fe2+)營養平衡。
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菌根誘導的磷轉運子SlPT3在不同營養條件下調控共生界面磷吸收與鐵平衡的示意圖
該研究首次在分子水平上揭示了叢枝菌根共生體中磷、鋅、鐵三種元素之間的多重互作機制,明確了SlPT3作為一個“營養整合樞紐”在多重養分缺乏響應中的作用。
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