Plant, Cell & Environment: 紫色酸性磷酸酶GmPAP33参与大豆丛枝菌根共生过程中的丛枝退化

华南农业大学、福建农林大学的相关研究人员在《Plant，Cell & Environment》杂志上发表了题为“紫色酸性磷酸酶GmPAP33参与大豆丛枝菌根共生过程中的丛枝退化”的研究论文。

丛枝是陆生植物与丛枝菌根真菌共生关系的核心结构。然而，丛枝也是短暂的结构，随着发展，这些结构很快被消化并最终消失。目前，关于衰老丛枝的消化机制知之甚少。研究人员结合生物化学和功能分析来验证了紫色酸性磷酸酶GmPAP33在丛枝退化过程中控制磷脂水解的假设。AM真菌接种可增强GMPAP33的表达，而与大豆根系中的磷含量条件无关。启动子β-葡萄糖醛酸酶（GUS）报告基因测定显示，在共生过程中，GmPAP33的表达主要定位于含丛枝的细胞。重组GmPAP33对磷脂、磷脂酰胆碱和磷脂酸具有很高的水解活性。此外，当接种AM真菌时，与野生型相比，过度表达GmPAP33大豆植株表现出增加的大丛枝百分比以及提高的产量和磷含量。菌根RNAi植物具有较高的磷脂水平和大百分比的小丛枝。这些结果结合GmPAP33在质膜上的亚细胞定位，表明GmPAP33通过参与磷脂水解参与AM共生过程中的丛枝退化。

图1. GmPAP33对AM真菌接种和磷缺乏的表达反应

a. 中的表达定AM真菌接种后的表达反应
b. 非菌根植物磷缺乏的表达反应

图2. 利用启动子- GUS融合物检测GmPAP33在菌根化大豆位

图3.拟南芥叶肉原生质体中GmPAP33‐GFP的亚细胞定位

图4.GmPAP33对PC、PG、PA的体外水解能力

图5.接种或不接种菌根真菌的GmPAP33过表达和RNAi沉默植物的丛枝发育、正磷酸盐和磷脂浓度

a. 用WGA488染色的丛枝共聚焦图像。
b. 显示丛枝种群丛枝大小分布的频率图。
c. 正磷酸盐浓度。
d. 磷脂浓度。