PNAS | 研究揭示发根农杆菌重新编程植物免疫和发育的机制！

以下文章来源于Ad植物微生物 ，作者周小马

许多水培种植的茄科和葫芦科作物，包括Solanum lycopersicum（番茄），都受到称为“发根”的根部疾病的影响。发根病 (HRD)，也称为“疯根病”，其特征是根部广泛增殖，导致吸水受抑制、营养生长旺盛、果实产量下降，并最终导致植物枯萎。 HRD 的致病因子是含有根诱导 (Ri) 质粒的发根农杆菌菌株，该质粒是转移部分Ri 质粒（即转移 DNA (T-DNA) 到植物核，T-DNA整合到植物基因组中）以及随后的毛状根发育所需的。发根农杆菌菌株采用的感染机制类似于经过充分研究的病原体根癌农杆菌，但症状发展的分子机制在很大程度上仍然未知。这种知识的缺乏不仅涉及在茄科和葫芦科作物中建立致病性发根，还涉及众所周知的植物发根培养物，这些培养物被广泛探索为潜在的可持续生产系统，用于从多种药用植物物种中提取大量具有生物活性的专门代谢物，并在感染后由不同的发根农杆菌菌株产生。然而，许多发根形成的分子机制仍然未知。

2023年1月12日，国际权威学术期刊PNAS发表了比利时根特大学Alain Goossens团队的最新相关研究成果，题为Rhizogenic Agrobacterium protein RolB interacts with the TOPLESS repressor proteins to reprogram plant immunity and development的研究论文。在这篇文章中，科研人员结合了多项尖端组学技术，揭示了发根病和发育的主要参与者之一，即 RolB 癌蛋白的分子功能。科研人员的数据支持一种模型，在该模型中，这种细菌蛋白指导植物转录机制促进发根发育。

发根农杆菌菌株包含活体营养型病原体，可在水培种植的茄科和葫芦科作物上引起HRD，此外还被广泛探索用于创建发根培养物以可持续生产植物专用代谢物。发根的形成是通过Ri质粒的 T-DNA 上编码基因的表达介导的，其中包括根致癌位点 B (rolB) 在内的几个基因在发根发育中起着重要作用。尽管进行了数十年的研究，但 rol 基因编码的蛋白质的确切分子功能仍然是个谜。在这篇文章中，通过 TurboID 介导的番茄发根中的邻近标记，科研人员将阻遏蛋白TPL和NINJA鉴定为 RolB 的直接相互作用蛋白。尽管这些相互作用允许 RolB 充当转录抑制因子，但科研人员的数据暗示了 RolB 癌蛋白在植物内的另一个功能。因此，通过一系列植物生物测定、转录组学和 DNA 结合位点富集分析，科研人员得出结论，RolB可以减轻 TPL 功能，从而导致植物激素信号、免疫、生长和发育过程的特定和部分重编程。科研人员的数据支持一种模型，在该模型中，RolB 至少部分地通过与 TPL 的交互来操纵宿主转录，以促进发根发育。因此，科研人员对 HRD 中这种著名的癌蛋白提供了重要的机制见解。

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

如有侵权，请联系本站删除！