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              根瘤菌侵染觸發大豆共生根瘤細胞核內復制 可提升容量及固氮效率
              
      
               來源：中國科學報   時間：2022-03-01 10:20:02 
        
      
              
	  
      
	  
              
        
              近日，河南大學王學路團隊在國際著名學術期刊《新植物學家》(New Phytologist)發表最新研究成果，揭示了根瘤菌侵染觸發大豆共生根瘤細胞核內復制的機制。
              

              

              細胞核內復制，即細胞進行多輪DNA復制但不分裂從而導致 DNA含量成倍增加，是真核生物中一種常見的現象。核內復制大多發生在功能特化的組織和細胞中，從而使其更加高效地、專一地執行特定功能。豆科植物和根瘤菌共生形成根瘤的過程中也存在核內復制，核內復制使細胞體積變大，從而能容納更多的根瘤菌、提高固氮效率。以前的研究發現核內復制對根瘤發育和固氮效率至關重要，但是這中間還有很多未解之謎，其中關鍵的科學問題是：在“菌植互作”過程中，核內復制是根瘤菌侵染的結果還是前提，以及根瘤菌選擇進入什么樣的細胞來“安家”。
              

              本研究以大豆和根瘤菌USDA110的共生體系為研究對象，研究人員開發了一系列不同的方法來分離根瘤中侵染細胞(ICs)和非侵染細胞(UCs)，然后分別測量UCs和ICs中的DNA含量。他們發現并證明在大豆根瘤中UCs和ICs中均包含4C細胞，根瘤菌主要選擇侵染4C細胞，隨后再觸發4C細胞發生核內復制，產生更高倍性水平的細胞。作者還進一步利用流式細胞術分選了根瘤菌侵染后12天(dpi)和20天(dpi)的大豆根瘤中不同倍性的細胞核并進行RNA-Seq，基因表達的分析結果進一步支持了前面的實驗結論，表明根瘤菌對4C細胞的侵染是啟動核內復制的關鍵所在。該研究不僅為深入研究根瘤菌和共生固氮領域的諸多問題提供了重要的啟示，而且也為研究核內復制在植物發育過程中的作用提供了一個范式。
              

              河南大學省部共建作物逆境適應與改良國家重點實驗室王學路教授為論文通訊作者。華中農業大學和河南大學聯合培養的博士研究生樊偉、科研助理夏春皎為論文共同第一作者。該研究由政府間國際科技創新合作重點專項基金、國家自然科學基金、河南大學杰出人才基金等項目資助。
              
      
              
      
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              標簽：
					
				根瘤菌侵染
							
				共生大豆
							
				細胞核內復制
							
				真核生物
				 
		
              
		
		
	  
              
    
      
      
      
              
        
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