Jeremy Murray研究组发现根瘤菌侵染线极性生长所必需的蛋白复合体

  2019年6月28日,Nature Communication在线发表了中科院分子植物科学卓越创新中心、中国科学院-英国约翰.英纳斯中心植物和微生物科学联合研究中心(Center of Excellence for Plant and Microbial Sciences; CEPAMS)Jeremy Murray研究组题为“A protein complex required for polar growth of rhizobial infection threads”的文章。该研究揭示了根瘤菌和豆科植物建立结瘤共生关系的分子基础,特别阐述了VAPYRIN/LIN/EO70H4所形成的蛋白复合体在侵染线极性生长调控中所起的重要作用。

  豆科植物与根瘤菌的共生过程起始于根瘤菌对根毛的侵染,并受侵染的根毛中会形成一个被称为侵染线的特殊管状通道,根瘤菌在侵染线内扩增并进一步侵染其它细胞。然而,我们并不清楚侵染线是如何发生以及侵染线极性生长是如何被调控的。已有的研究表明,苜蓿中VAPYRIN(VPY)和E3连接酶LUMPY INFECTIONS(LIN)是侵染线生长所必需的,但它们的分子作用机制仍不清楚。

  该研究团队发现LIN及其同源蛋白LIN-LIKE,可以与VPY及VPY-LIKE蛋白在侵染线的生长顶端和根毛的核周边形成复合体,呈集点状分布,并且这种分布形式由LIN调控。此外,在根瘤菌侵染期间,EXO70H4与VPY和LIN共定位于集点处。遗传分析表明exo70h4中根瘤菌侵染缺陷与vpy和lin相似。进一步研究表明,VPY、LIN和EXO70H4是侵染线极性生长所需的共生特异性机制的一部分。

  中科院分子植物科学卓越创新中心Jeremy Murray研究员和法国图卢兹大学的Jo?lle Fournier教授为本论文的共同通讯作者,英国剑桥大学的Chengwu Liu为本论文的第一作者。中科院分子植物科学卓越创新中心谢芳研究员及英国约翰英纳斯中心和美国诺布尔研究所的相关研究人员也参与了该项工作。该课题得到国家重点研发计划、法国国家研究基金、英国David Phillips Fellowship等经费资助。

  文章链接:https://www.nature.com/articles/s41467-019-10029-y