近日，林學與風景園林學院、亞熱帶農業生物資源保護與利用國家重點實驗室、嶺南現代農業科學與技術廣東省實驗室唐明教授團隊在New Phytologist上發表了題為“The receptor kinase RiSho1 in Rhizophagus irregularis regulates arbuscule development and drought tolerance during arbuscular mycorrhizal symbiosis”的研究論文。該論文揭示了叢枝菌根真菌異形根孢囊霉（Rhizophagus irregularis）受體激酶RiSho1提高宿主植物耐旱性的分子機制，為叢枝菌根真菌增強植物抗旱能力提供理論依據。
在全球氣候變化的背景下，干旱脅迫的危害逐步加劇，是抑制植物生長發育的主要因素。叢枝菌根（Arbuscular mycorrhiza，AM）真菌不僅可以促進植物對礦物質養分（特別是Pi）的吸收，還可以保護植物免受干旱、重金屬等多種非生物脅迫的危害，被認為是提高宿主植物耐旱性的有效策略。
該團隊在前期研究中揭示了AM真菌絲裂原活化蛋白激酶（HOG1-MAPK）途徑提高植物耐旱性的分子機制。在此基礎上，進一步解析了AM真菌中作用于MAPK途徑上游的受體激酶在干旱脅迫下重要作用，對促進干旱、半干旱地區植物生長、提高產量具有重要意義。
該研究在AM真菌中鑒定出一個受體激酶RiSho1，含有4個跨膜結構域和1個SH3結構域，在真菌物種中進化高度保守，RiSho1受體激酶定位于釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）質膜，能夠與HOG1-MAPK模塊的RiPbs2蛋白直接發生相互作用，在干旱脅迫下RiSho1基因的表達水平顯著升高。RiSho1基因沉默導致叢枝結構過早發生降解，闡明RiSho1在叢枝發育過程中具有重要作用，RiSho1基因沉默引起下游HOG1-MAPK級聯基因（RiSte11、RiPbs2和RiHog1）和干旱脅迫響應基因（RiAQPs、RiTPSs、RiNTH1和Ri14-3-3）的表達水平降低，并抑制植物在干旱脅迫下的抗氧化能力。該項研究的主要成果揭示了AM真菌RiSho1通過HOG1-MAPK級聯途徑調控干旱脅迫響應基因的作用機制，為研究AM真菌介導宿主植物耐旱脅迫機制提供了新的思路。
AM真菌Sho1-MAPK途徑調控植物耐旱分子機制的模式圖
林學與風景園林學院博士研究生王思佳為論文的第一作者，唐明教授和陳輝教授為本文的共同通訊作者，謝賢安、胡文濤老師和其他研究生也參與了此項研究。本研究得到了國家自然科學基金、嶺南現代農業實驗室項目、廣州市重大科技計劃等項目的資助。
相關論文信息:https://doi.org/10.1111/nph.19677
文圖/林學與風景園林學院
