NC| 北京林业大学张德强/谢剑波课题组揭示黄酮驱动根际假单胞菌来促进杨树氮利用和次生根生长的遗传机制

本研究由北京林业大学张德强/谢剑波课题组完成，发表在Nature Communications上。研究背景是根系微生物组变异对植物生长和环境适应性的影响日益受到关注，但调控这种变异的遗传机制研究较少。研究目的是揭示黄酮驱动根际假单胞菌促进杨树氮利用和次生根生长的遗传机制。通过对四大派9种杨树的根系和根际土进行多组学分析，研究发现长势强的白杨派根际中富集了更多假单胞菌，且与黄酮生物合成基因、黄酮、生长性状显著相关。实验证实黄酮tricin和apigenin可以驱动假单胞菌的游动，并通过分泌IAA增加杨树次生根数量和长度。此外，研究还鉴定出bHLH转录因子家族的成员bHLH1（即GL3）与黄酮、类黄酮生物合成相关基因共表达，过表达PopGL3和查尔酮合成酶可提高tricin的分泌，进一步促进低氮土壤中杨树的生长和氮素获取。结论是黄酮介导的根际微生物促进杨树生长和次生根发育，为研究植物“生态基因”与代谢物和根际微生物的相互作用提供了新思路。