12月17日，國(guó)際學(xué)術(shù)期刊Cell Research在線發(fā)表植物生理生態(tài)研究所王二濤研究組關(guān)于菌根共生的最新研究成果“A DELLA protein complex controls the arbuscular mycorrhizal symbiosis in plants”。該研究詳細(xì)揭示了植物-菌根共生的轉(zhuǎn)錄調(diào)控機(jī)理，并闡明植物激素赤霉素通過DELLA蛋白調(diào)節(jié)菌根共生的分子機(jī)制。 

菌根是指植物與土壤中的菌根真菌形成的共生體，分布廣泛，超過80%的陸生植物都能夠與菌根真菌形成共生體。目前的研究表明植物-菌根真菌共生是植物由水生向陸生植物進(jìn)化所必須的，植物-菌根共生的建立在自然界有巨大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。在植物-菌根共生中，真菌一方面從植物獲得碳源等有機(jī)物作為自己的營(yíng)養(yǎng)，另一方面能夠幫助植物高效吸收土壤中的磷、氮等營(yíng)養(yǎng)元素，顯著促進(jìn)植物的生長(zhǎng)。研究植物-菌根共生可能為降低農(nóng)作物對(duì)磷肥和氮肥的利用提供理論基礎(chǔ)。 

研究人員發(fā)現(xiàn)GA處理植物導(dǎo)致菌根共生能力下降，且呈現(xiàn)出濃度依賴的表型，而與共生相關(guān)的下游基因的表達(dá)也受到明顯的抑制。而植物GA信號(hào)通路關(guān)鍵基因DELLA突變體不能與菌根共生，預(yù)示著DELLA可能是GA調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)和菌根共生的關(guān)鍵基因。研究人員通過酵母雙雜交篩選等試驗(yàn)獲得DELLA的互作的GRAS類型的轉(zhuǎn)錄因子DIP1，并且DIP1突變導(dǎo)致植物菌根共生能力的下降。進(jìn)一步的研究表明DIP1能夠與調(diào)控菌根共生的轉(zhuǎn)錄因子RAM1直接相互作用，從而調(diào)節(jié)植物中參與菌根共生下游基因的表達(dá)。該研究第一次清晰地揭示出植物-菌根共生過程中的轉(zhuǎn)錄因子復(fù)合物DELLA-DIP1-RAM1，為我們理解菌根共生如何受環(huán)境調(diào)控提供了理論基礎(chǔ)。 

該研究得到了中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)的資助。