1. 通過調控根際微生物組構建而提高植物抗病性創(chuàng)新性

近日，東北農業(yè)大學園藝園林學院周新剛研究團隊發(fā)表于《細胞》的研究揭示了植物通過共生真菌網(wǎng)絡進行地下交流并增強抗病性的新機制。該研究證實，由叢枝菌根真菌形成的共同菌根網(wǎng)絡（CMNs）能夠在植物個體間傳遞化學信號。當供體植物感染病原菌灰葡萄孢（Botrytis cinerea）后，其合成的茉莉酸（JA）可通過CMNs轉移至健康的受體植物。

這種茉莉酸的傳遞會誘導受體植物根系分泌物組成發(fā)生改變，進而特異性地富集有益微生物類群（如鏈霉菌屬和游動放線菌屬），最終重塑其根際微生物群落。改造后的微生物群落能有效抑制病原菌侵染，從而顯著增強受體植物的系統(tǒng)抗病性。該研究首次系統(tǒng)地闡明了CMNs作為植物間化學信號傳導通道，通過調控根際微生態(tài)來提升植物免疫力的完整路徑，為理解植物群體水平的防御策略提供了重要見解。

2. 揭示根瘤菌促進大豆共生結瘤的分子機制

近日，西北農林科技大學國家重點實驗室韋革宏教授團隊在《Molecular Plant》發(fā)表文章，揭示了根瘤菌通過一種新的分子機制調控大豆共生結瘤的關鍵過程。研究人員發(fā)現(xiàn)，大豆根瘤菌（Sinorhizobium fredii Q8）分泌的3-巰基丙酮酸硫轉移酶（3MST）在維持共生界面的氧化還原穩(wěn)態(tài)中扮演著核心角色。

該酶能夠與宿主植物細胞膜上的NADPH氧化酶（RbohB）相互作用，并通過對其第791位半胱氨酸進行過硫化修飾，來抑制RbohB的活性。這一過硫化作用有效地遏制了植物可能產(chǎn)生的免疫反應，維持了有利于根瘤發(fā)育的氧化還原平衡，從而成功促進了根瘤菌的侵染、結瘤固氮效率及植物生長。這項發(fā)現(xiàn)闡明了根瘤菌通過蛋白質翻譯后修飾精確調控宿主信號通路以建立互利共生的新策略。

3. 海藻酸寡糖（AOSs）改善肥胖的新機制

近日，中國農業(yè)大學食品科學與營養(yǎng)工程學院國家杰青江正強教授（通訊作者）、國家優(yōu)青楊紹青教授（通訊作者）在國際權威期刊《Journal of Advanced Research》，研究首次揭示了海藻酸寡糖（AOSs）改善肥胖的新機制，其作用主要不依賴于腸道菌群。研究發(fā)現(xiàn)，AOSs在預防和治療肥胖方面效果顯著，與抗肥胖藥物奧利司他相當。其核心作用途徑是通過減輕全身性的低度炎癥和氧化應激，同時增加棕色脂肪組織的能量消耗來實現(xiàn)的。

具體而言，AOSs治療能減少小腸的脂質吸收，改善肝臟脂代謝紊亂，并提升棕色脂肪的線粒體功能。通過廣譜抗生素干預和腹腔注射AOSs的實驗進一步證實，AOSs的抗肥胖效應并非主要依賴于調節(jié)腸道微生物。該研究為AOSs作為一種通過直接調節(jié)宿主能量代謝和炎癥狀態(tài)來對抗肥胖的功能性寡糖提供了有力證據(jù)。

4. 鈣信號-CIPK6-BBX32級聯(lián)通路通過調控STP1介導的糖轉運增強柑橘耐寒性

近日，華中農業(yè)大學“優(yōu)青”團隊在《Advacned Science》發(fā)表最新研究，研究以耐寒植物枳殼為材料，揭示了一個通過調控根部糖穩(wěn)態(tài)來增強植物耐寒性的新信號通路。研究發(fā)現(xiàn)，一個在根部高表達且受低溫誘導的糖轉運蛋白基因CtrSTP1，通過促進根部可溶性糖的積累，在植物應對冷脅迫中發(fā)揮關鍵作用。

進一步研究闡明了CtrSTP1上游的精密調控機制：鈣信號傳感器復合體CtrCBL1/CtrCIPK6、以及轉錄因子CtrBBX32和CtrZAT10共同構成一個調控模塊，精細控制CtrSTP1的表達。該研究首次整合了從鈣信號感知到轉錄調控，再到糖轉運功能執(zhí)行的完整通路，系統(tǒng)地解析了植物通過調節(jié)根部糖分吸收與積累以增強耐寒性的分子機制。

5. 植物基因-代謝物-微生物互作調控楊樹適應性的新機制

近日，北京林業(yè)大學的謝劍波教授以共同第一作者在國際知名植物學期刊《The Plant Cell》發(fā)表文章，該研究通過多組學分析，揭示了楊樹如何通過特定基因調控根系分泌物，進而招募有益微生物以增強其在貧氮環(huán)境中的適應能力。研究發(fā)現(xiàn)，生長旺盛的Leuce楊樹section能通過其根系富集更多的假單胞菌屬（Pseudomonas）細菌。

這種特異性的招募由楊樹根系分泌的類黃酮化合物——苜蓿素（tricin）和芹菜素（apigenin）所驅動。研究進一步鑒定出關鍵基因GLABRA3 (GL3) 和查爾酮合成酶 (CHS4) 共同調控苜蓿素的合成與分泌。通過組成型表達PopGL3和PopCHS4基因來增強苜蓿素分泌，能夠有效促進假單胞菌在根際的定殖，從而顯著提升楊樹的生長、氮素吸收和側根發(fā)育。該研究系統(tǒng)地闡明了從植物關鍵基因到代謝物分泌，再到微生物群落構建的完整調控通路，為理解植物通過“呼救”策略主動塑造根際微環(huán)境以適應營養(yǎng)脅迫提供了新見解。

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