刺槐肽调控根瘤菌固氮机制取得重大进展

植物需要氮来生长,而许多豆科植物通过一种精妙的共生关系满足这一需求:它们在根部容纳能够固定大气中氮气并将其转化为可供植物利用形式的细菌。长期以来,科学界一直不清楚多年生植物如何在不破坏其细菌伙伴的情况下调控这种共生关系。由德国布伦瑞克工业大学领导的一个国际团队在发表于《Science Advances》的研究中,揭示了一种此前未知的分子机制:刺槐(Robinia pseudoacacia)利用一组新发现的小蛋白肽——称为NPG肽——专门"重编程"其共生细菌进行固氮,同时让细菌保持存活。发现亮点:NPG肽(nodule-specific proline-glycine-rich peptides)仅在根瘤中产生,在细菌定殖根部后积累于感染细胞内。在实验室中将一种NPG肽暴露给根瘤菌后,细菌的基因活性显著转向固氮方向,但不损害其繁殖能力——这与此前所有已知的豆科植物共生调控肽截然不同。布伦瑞克工业大学植物生物学研究所的Robert ......阅读全文

刺槐肽调控根瘤菌固氮机制取得重大进展

植物需要氮来生长,而许多豆科植物通过一种精妙的共生关系满足这一需求:它们在根部容纳能够固定大气中氮气并将其转化为可供植物利用形式的细菌。长期以来,科学界一直不清楚多年生植物如何在不破坏其细菌伙伴的情况下调控这种共生关系。由德国布伦瑞克工业大学领导的一个国际团队在发表于《Science Advance

上海生科院在豆科植物根瘤菌共生固氮研究中取得进展

       8月12日,《自然-通讯》(Nature Communications)杂志发表了中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所王二涛研究组题为DELLA proteins are common components of symbiotic rhizobial and mycorrh

研究发现调控根瘤细胞信号传递的“机关”

原文地址:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/7/505571.shtm7月19日,湖南大学生物学院教授潘怀荣课题组在Nature Communications上发表研究成果,报道了根瘤特异信号肽蛋白酶BID1在调控根瘤细胞内质网-共生体信号传递方面的重要

大豆芽孢杆菌慢生根瘤菌共生关系获揭示

近日,华南农业大学资源环境学院根系生物学研究中心研究员梁翠月课题组与云南农业大学教授梁泉合作,在国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的资助下,从植物-微生物互作层面揭示了芽孢杆菌抑制大豆-根瘤菌共生固氮效率的新机制。相关成果发表于《植物、细胞与环境》(Plant,Cell & Environme

研究阐明苜蓿共生固氮的氨基酸交换机制

    豆科植物与根瘤菌形成的共生固氮体系是自然界最高效的生物固氮方式之一。在这一过程中,根瘤菌通过侵染线进入植物细胞,随后被宿主的共生体膜包裹后形成可固氮的类菌体,这一功能单元被称为共生体。经典模型认为,植物为类菌体提供二羧酸盐作为碳源,类菌体则将固定的氮以氨态氮形式输送给植物。但越来越多证据表明

豆科植物共生固氮过程中调控侵染线形成的新成员

  10月30日,PLoS Genetics 杂志发表了中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所谢芳研究组题为SCARN a Novel Class of SCAR Protein That Is Required for Root-Hair Infection during Legume N

研究揭示影响大豆与根瘤菌共生建立的关键因素

近日,东北农业大学教授辛大伟、副教授王锦辉团队揭示了广宿主根瘤菌Sinorhizobium frediiHH103的III型效应因子NopC通过与GmRAC1互作影响共生信号传递,进而影响大豆与根瘤菌共生建立。相关成果发表在Plant Communications上。大豆是人类和畜牧业的重要蛋白质来

概述根瘤菌的共生过程

  当豆科植物在幼苗期,土壤中的根瘤菌便被其根毛分泌的有机物吸引而聚集在根毛的周围,并大量繁殖。同时产生一定的分泌物,这些分泌物刺激根毛,使其先端卷曲和膨胀,同时,在根菌瘤分泌的纤维素酶的作用下,根毛细胞壁发生内陷溶解,随即根瘤菌由此侵入根毛。 在根毛内,根瘤菌分裂滋生,聚集成带,外面被一层粘液所包

豆科植物固氮“氧气悖论”破解

根瘤被称为豆科植物的“固氮工厂”,反映豆科植物与固氮根瘤菌的共生关系。豆血红蛋白(又称共生血红蛋白)存在其中,是根瘤中调节氧气浓度的“开关”,氧气是豆科植物和根瘤菌呼吸必需的,但根瘤菌中的固氮酶更喜欢低氧环境,“氧气悖论”就产生了。这一悖论始终悬而未决,也就是说,迄今为止有关根瘤内豆血红蛋白基因表达

豆科植物固氮“氧气悖论”破解

根瘤被称为豆科植物的“固氮工厂”,反映豆科植物与固氮根瘤菌的共生关系。豆血红蛋白(又称共生血红蛋白)存在其中,是根瘤中调节氧气浓度的“开关”,氧气是豆科植物和根瘤菌呼吸必需的,但根瘤菌中的固氮酶更喜欢低氧环境,“氧气悖论”就产生了。这一悖论始终悬而未决,也就是说,迄今为止有关根瘤内豆血红蛋白基因表达

豆科植物生物固氮“氧气悖论”破解了

根瘤被称为豆科植物的“固氮工厂”,反映豆科植物与固氮根瘤菌的共生关系。豆血红蛋白(又称共生血红蛋白)存在其中,是根瘤中调节氧气浓度的“开关”,氧气是豆科植物和根瘤菌呼吸所必需的,但根瘤菌中的固氮酶更喜欢低氧环境,“氧气悖论”就产生了。这一悖论始终悬而未决,也就是说迄今为止有关根瘤内豆血红蛋白基因表达

豆科植物生物固氮“氧气悖论”破解了

根瘤被称为豆科植物的“固氮工厂”,反映豆科植物与固氮根瘤菌的共生关系。豆血红蛋白(又称共生血红蛋白)存在其中,是根瘤中调节氧气浓度的“开关”,氧气是豆科植物和根瘤菌呼吸所必需的,但根瘤菌中的固氮酶更喜欢低氧环境,“氧气悖论”就产生了。这一悖论始终悬而未决,也就是说迄今为止有关根瘤内豆血红蛋白基因表达

豆科系统发育基因组学和根瘤菌固氮共生演化研究获进展

原文地址:http://www.cas.cn/syky/202103/t20210322_4781822.shtml

豆科植物根瘤固氮能力-与转录因子NLP家族有关

  生物固氮作为潜在的新型氮肥来源,对于农业可持续发展具有重要意义。在豆科植物生物固氮中,豆血红蛋白的含量和组分直接影响根瘤内固氮酶的活性,发挥关键作用。中国科学院分子植物科学卓越创新中心杰里米·戴尔·默里研究组及合作团队首次发现转录因子NLP家族调控根瘤中豆血红蛋白基因表达的分子机制。10月底,相

研究揭示结瘤因子受体复合体调控根瘤菌侵染的分子机制

  近日,中国科学院分子植物科学卓越创新中心谢芳研究组在《自然-通讯》(Nature Communications)上发表了题为RinRK1 enhances NF receptors accumulation in nanodomain-like structures at root-hair t

谢芳研究组揭示侵染线极性生长的分子机理

  10月6日,The Plant Cell在线发表了中国科学院分子植物科学卓越创新中心谢芳研究组题为SPIKE1 Activates the GTPase ROP6 to Guide the Polarized Growth of Infection Threads in Lotus japoni

共生固氮菌的相关介绍

  在与植物共生的情况下才能固氮或才能有效地固氮,固氮产物氨可直接为共生体提供氮源。主要有根瘤菌属(Rhizobium)的细菌与豆科植物共生形成的根瘤共生体,弗氏菌属(Frankia,一种放线菌)与非豆科植物共生形成的根瘤共生体;某些蓝细菌与植物共生形成的共生体,如念珠藻或鱼腥藻与裸子植物苏铁共生形

科学家破译共生根瘤菌识别豆科植物机制

中国科学院分子植物科学卓越创新中心研究员杰睿(Jeremy Murray)团队与张余团队合作,首次成功解析了豌豆根瘤菌转录因子NodD蛋白与类黄酮类化合物(橙皮素)结合的高分辨复合物晶体结构,解析了NodD识别类黄酮类化合物的机制,并揭示NodD中决定信号识别特异性的关键结构元件,开辟了人工设计高效

科学家破译共生根瘤菌识别豆科植物机制

中国科学院分子植物科学卓越创新中心研究员杰睿(Jeremy Murray)团队与张余团队合作,首次成功解析了豌豆根瘤菌转录因子NodD蛋白与类黄酮类化合物(橙皮素)结合的高分辨复合物晶体结构,解析了NodD识别类黄酮类化合物的机制,并揭示NodD中决定信号识别特异性的关键结构元件,开辟了人工设计高效

在绿肥产业中纳入根瘤菌研究

 紫云英照片(左图为未接种高效菌剂对照植株,右图为接种高效菌剂植株)   张俊杰摄近年来,农业中不断使用化肥造成了许多问题,很多专家建议采用可再生能源和可持续能源的耕作方法。这些方法包括有机和动物肥、农家肥、堆肥和绿肥等,其中绿肥应用最为广泛。绿肥是指直接或经堆沤后施入土壤作为肥料使用的栽培或野生绿

科学家破译豆科植物与根瘤菌的共生之谜

在自然界中,豆科植物的根部与根瘤菌通过共生形成的根瘤器官,堪称一座“高效的天然氮肥工厂”。在这一共生关系中,植物为根瘤菌提供碳源,根瘤菌负责将空气中的氮气转化为植物可利用形式的氮肥。但是,豆科植物根系所处环境复杂,存在多种根瘤菌和其他细菌。植物如何精准识别并只允许“相匹配”的根瘤菌进入根部结瘤之谜,

请问固氮菌有哪些用途?

  在形形色色的固氮菌中,名声最大的要数根瘤菌了。根瘤菌平常生活在土壤中,以动植物残体为养料,自由自在地过着“腐生生活”。当土壤中有相应的豆科植物生长时,根瘤菌便迅速向它的根部靠拢,并从根毛弯曲处进入根部。豆科植物的根部细胞在根瘤菌的刺激下加速分裂、膨大,形成了大大小小的“瘤子”,为根瘤菌提供了理想

大豆根瘤固氮分子机制研究取得新进展

  大豆根瘤共生固氮是一个非常重要的科学问题,也是一个关乎大豆产量和品质的重要农艺性状。但是目前对大豆根瘤形成和固氮效率调控的分子机制的了解还非常少。   中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心李霞课题组通过研究大豆miR172c的表达和功能,在大豆根瘤形成调控机制的研究中取得了重要进展。

研究揭示NLP1-SUMO化修饰调控硝酸盐信号转导和共生结瘤新机制

硝酸盐是植物吸收利用的主要氮源,也是调控植物的生长发育的重要信号分子。豆科植物不仅能吸收土壤中的氮素,还可通过与根瘤菌共生固氮获取氮营养。但是,共生固氮需要耗费大量植物能量,当土壤氮素较高时,氮会作为信号分子影响共生固氮基因的功能,从而抑制根瘤的形成及固氮能力。此前研究发现,蒺藜苜蓿中RWP-RK类

研究揭示NLP1-SUMO化修饰调控硝酸盐信号转导和共生结瘤新机制

硝酸盐是植物吸收利用的主要氮源,也是调控植物的生长发育的重要信号分子。豆科植物不仅能吸收土壤中的氮素,还可通过与根瘤菌共生固氮获取氮营养。但是,共生固氮需要耗费大量植物能量,当土壤氮素较高时,氮会作为信号分子影响共生固氮基因的功能,从而抑制根瘤的形成及固氮能力。此前研究发现,蒺藜苜蓿中RWP-RK类

关于根瘤菌的主要用途介绍

  虽然空气成分中约有80%的氮,但一般植物无法直接利用,花生、大豆、苜蓿等豆科植物,通过与根瘤菌的共生固氮作用,才可以把空气中的分子态氮转变为植物可以利用的氨态氮。在种子发芽生根后,根瘤菌从根毛入侵根部,在一定条件下,形成具有固氮能力的根瘤,在固氮酶的作用下,根瘤中的类菌体将分子态氮转化为氨态氮,

自生固氮菌的简介和培养

  自生固氮菌  还有一些固氮菌,如圆褐固氮菌,它们不住在植物体内,能自己从空气中吸收氮气,繁殖后代,死后将遗体“捐赠”给植物,让植物得到大量氮肥。这类固氮菌叫自生固氮菌。  培养  在实验条件下培养自生固氮菌,培养基中只需加入碳源(如蔗糖、葡萄糖)和少量无机盐,不需加入氮源,固氮菌可直接利用空气中

谁是大自然里的“小猪佩奇VS小羊苏茜”?

在我们的习惯认知中,自然界的生物处在错综复杂的食物链中,一物降一物,很难与“合作”联系起来,但其实“合作共赢”的模式最早就是来源于大自然,在植物、微生物和动物中比比皆是。它们彼此之间也会达成“共识”,一致对外,这种合作关系就叫“共生”,它们的共赢则是赢在获取养分、抵御外敌和传递花粉,赢在生存和繁衍。

根瘤菌的基本信息介绍

  经过70年代和80年代初的研究,根瘤菌科的变化较大,现包括7属36种,但其中的放射土壤杆菌不能引起植物异常增生。根瘤菌属和慢生根瘤菌属 两属细菌都能从豆科植物根毛侵入根内形成根瘤,并在根瘤内成为分枝的多态细胞,称为类菌体。类菌体在根瘤内不生长繁殖,却能与豆科植物共生固氮,对豆科植物生长有良好作用

研究揭示转录因子NIN在根瘤菌侵染时的关键作用

  2月1日,Plant Physiology 杂志在线发表了中国科学院分子植物科学卓越创新中心/植物生理生态研究所、中国科学院-英国约翰·英纳斯中心植物和微生物科学联合研究中心(Center of Excellence for Plant and Microbial Sciences; CEPAM