塔斯马尼亚大学Eloise Foo课题组综述植物激素在根瘤发生过程中的动态作用
自然界中，许多豆科植物通过与根瘤菌建立共生关系，将大气中的氮固定。这种共生关系的建立包含两个必需的步骤，即表皮入侵和皮层内根瘤组织的形成。大量研究表明，植物激素在结瘤过程中起着关键作用，但植物激素在结瘤不同阶段的时空作用仍需要详细分析。
https://doi.org/10.1016/j.xplc.2022.100327
2022年4月18日， Plant Communications在线发表了塔斯马尼亚大学Eloise Foo课题组题为Right time, right place: The dynamic role of hormones in rhizobial infection and nodulation of legumes的综述文章，总结近年来有关植物激素调控根瘤发生过程的研究进展，揭示多种植物激素在根瘤发生、发育过程中的动态作用。植物与固氮细菌之间的内共生是一种独特的共生模式。结瘤包括侵染线发生和根瘤形成等过程(图1 A)。在共生关系建立过程中，植物激素发挥着十分重要的作用。在表皮侵染过程中，除生长素外，乙烯、赤霉素(GA)、油菜素内酯(BR)均抑制根瘤菌的表皮侵染(图1 B)。研究表明，生长素在促进结瘤器官发生中起关键作用，可正向调节表皮侵染。乙烯抑制表皮侵染主要通过抑制根毛卷曲和侵染线形成。GA通过调节DELLA蛋白的降解影响侵染线形成过程，外源施加GA可减少侵染线的数量。BR则可能通过负调控皮层中生长素的累积来影响根瘤发生。
在结瘤发生过程中，除了乙烯抑制根瘤起始，生长素、细胞分裂素(CK)和GA都能促进根瘤器官的发生。CK会直接影响根瘤器官的发生以及根瘤的发育和功能，阻断其信号转导或生物合成会导致不同物种间结瘤发育延迟、固氮减少和早衰。生长素在根瘤发育过程中主要维持细胞分裂，但在形成确定和不确定根瘤的植物种类间，生长素运输和生物合成的动力学存在差异。乙烯可能参与了结节的定位和结节数量的调节，乙烯似乎负调控结节大小和结节分生组织的形成，其抑制根瘤发生的机制可能涉及CK和生长素反应。作者认为，尽管我们对植物激素在结瘤过程中作用的理解取得了令人兴奋的进展，但不同激素在结瘤的不同时空阶段中的作用仍需深入探索，同时同一激素在不同物种结瘤过程中的作用差异也值得深入研究。
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