科學家揭示植物根部如何識別和阻止有害微生物

近日，湖南大學生物學院教授于峰課題組報道了磷響應轉錄因子PHR1通過調節擬南芥RALF-FERONIA受體激酶途徑，抑制擬南芥免疫，招募有益微生物，促進植物磷吸收的機制。研究論文在線發表于The EMBO Journal。

植物根部免疫與葉部免疫有較多不同。根部始終與大量微生物接觸，根部需要識別并阻止有害微生物的侵染，同時招募有益微生物的定植。根部也會根據內外環境變化，調整其免疫系統影響根部微生物組。目前調控植物微生物組的基因與信號途徑報道較少。

磷酸鹽饑餓反應下，植物塑造根部微生物組以緩解擬南芥中的磷饑餓。其中低磷應答的轉錄因子 PHR1在此過程中起關鍵作用。該研究發現，在擬南芥中，PHR1 直接與數個快速堿化因子(RALFs)基因的啟動子結合，并在磷饑餓條件下激活它們的表達。RALF編碼一類多肽激素，通過與其受體FERONIA(FER)激酶結合，抑制病原體相關分子模式(PAMP)觸發的免疫(PTI)受體復合物的形成來抑制植物免疫，最終招募特定的微生物，緩解磷饑餓。此前，已有課題組報道，FER突變體調控根際有益菌熒光假單胞桿菌的定植，促進植物生長。結合該工作表明FER突變體，根際招募更多有益(促生長與磷吸收)微生物。有趣的是，于峰課題組先前報道了FER突變體增強對有害病蟲根節線蟲的抗性。

以上工作為植物根部如何識別并阻止有害微生物，同時招募有益微生物這個科學話題提供了新素材。