近日，東北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院陳慶山教授團(tuán)隊辛大偉、王錦輝課題組在《Plant Communications》期刊上發(fā)表題為“The soybean GTPase RAC1 interacts with the rhizobial effector NopC to promote root nodulation and increase yield”的研究成果。東北農(nóng)業(yè)大學(xué)王錦輝副教授、辛大偉教授、陳慶山教授、武小霞教授以及法國巴黎薩克雷大學(xué)的Pascal Ratet教授為該論文的通訊作者；東北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院博士生馬超、副教授楊明亮以及博士生董旭倫為論文的共同第一作者。

研究團(tuán)隊以廣宿主型大豆根瘤菌Sinorhizobium fredii HH103為研究對象，聚焦其III型分泌系統(tǒng)效應(yīng)蛋白NopC的共生功能。研究發(fā)現(xiàn)，NopC通過與大豆ROP/RAC家族GTP酶GmRAC1直接互作，激活關(guān)鍵共生基因GmNIN2a/2b與GmENOD40的表達(dá)，從而促進(jìn)根瘤菌侵染、侵染線延伸與根瘤原基形成。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，GmRAC1啟動子區(qū)域的自然變異顯著影響其表達(dá)水平及與NopC協(xié)同促進(jìn)共生的效率，其中高表達(dá)單倍型在育種過程中已被人工選擇保留。尤為重要的是，該研究從“基礎(chǔ)機制—自然變異—育種應(yīng)用”全鏈條闡釋了GmRAC1的生物學(xué)價值與育種潛力：過量表達(dá)GmRAC1或利用其優(yōu)良單倍型，不僅能顯著提高結(jié)瘤效率，還可協(xié)同增加植株株高、百粒重及單產(chǎn)，展現(xiàn)出一因多效的農(nóng)藝性狀調(diào)控功能。