西北农林科技大学韦革宏/丑敏霞研究组揭示蒺藜苜蓿巨噬细胞迁移抑制因子MtMIF3抑制根瘤的早衰

以下文章来源于植物与环境 PCE ，作者植物与环境 PCE

当环境氮素不足时，豆科植物与根瘤菌建立互利共生关系形成根瘤，根瘤菌分化为专司固氮的类菌体，还原N2为氨供给植物，植物则提供根瘤菌所需的碳源和能源。根瘤的形成、发育和衰老过程受到严格的控制，随着根瘤的衰老，共生体和宿主植物细胞发生降解，活性氧（ROS）积累。巨噬细胞迁移抑制因子 (MIF) 是一种参与动物免疫反应的促炎细胞因子，参与多个细胞过程，并与肿瘤发生相关。与动物相比，MIF在植物中的发现时间较晚，功能研究也较少，特别是MIF在共生固氮中的作用尚未见报道。

近日，西北农林科技大学生命科学学院韦革宏/丑敏霞研究组在Plant, Cell & Environment上发表了题为“Macrophage migration inhibitory factor MtMIF3 prevents the premature aging of Medicago truncatula nodules”的研究论文，揭示了巨噬细胞迁移抑制因子MtMIF3在蒺藜苜蓿-苜蓿中华根瘤的共生体系中抑制根瘤衰老，可能通过与甲硫氨酸亚砜还原酶MtMsrB 相互作用保护根瘤细胞免受氧化损伤。

时空表达、干扰及过表达分析表明，MtMIF3主要在根瘤的固氮区表达，其沉默表达后引起根瘤侵染细胞中的类菌体降解，固氮酶及过氧化氢酶、过氧化物酶活性下降，而标志着根瘤衰老的半胱氨酸蛋白酶活性上升，表明根瘤早衰；过表达则延缓了根瘤衰老。通过酵母双杂交实验，筛选到一个与MtMIF3互作的蛋白：甲硫氨酸亚砜还原酶MtMsrB，并进一步通过BiFC和Co-IP实验证实了二者的互作。据报道，MsrB参与植物的氧化应激和防御反应。另外，对MtMIF3和MtMsrB的亚细胞及共定位分析，发现MtMIF3在细胞质膜、细胞核和细胞质中与MtMsrB相互作用。研究者推测MtMIF3除了通过增加酶活和上调ROS清除相关基因的表达抑制ROS积累外，还通过与MtMsrB互作以保护根瘤细胞免受共生结瘤过程中ROS引起的损伤。

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pce.14515

本文转载自植物与环境 PCE

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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