2021-10-15
2021年10月12日,中国科学院分子植物科学卓越创新中心王二涛研究组在国际顶尖学术期刊《细胞》上发表题为“A Phosphate Starvation Response (PHR)-centered network regulates mycorrhizal symbiosis”的封面论文,该研究首次揭示了植物磷信号网络控制菌根共生的分子机制。细胞结构分析技术平台工作人员参与成像工作,并因此获致谢。
研究以水稻中菌根共生相关基因的启动子为诱饵,进行水稻转录因子文库筛选,首次绘制了水稻-丛枝菌根共生的转录调控网络,并验证了多个调控丛枝菌根共生的转录因子。其中,磷响应转录因子OsPHR1/2/3处于菌根共生转录调控网络的核心位置。进一步研究发现,PHRs通过结合P1BS顺式作用元件激活菌根共生相关基因的表达,正向调控丛枝菌根共生。Osphr1/2/3三突变体中,菌根真菌不能有效定殖水稻根部皮层细胞,表明PHRs是菌根共生关键调控因子。
实用编外
研究需要观察从枝菌在水稻根中的共生情况,本文中利用两种方法分别展示(Fig2G),除了常规的GUS染色外,还利用WGA-Alexa Fluor 488荧光染料标记从枝菌细胞膜,以显示清楚的根部共生状态。植物的免疫荧光染色,目前应用不太广泛。但只要选择合适的细胞器结合试剂,并将其与荧光染料偶联,就可以实现特异性观察。本文中所用的WGA-Alexa Fluor 488就是该类试剂:利用麦胚凝集素(WGA) 可与细胞质膜中的唾液酸和N-乙酰葡萄糖胺基特异性结合的特性,将WGA 与荧光染料Alexa Fluor 488偶联,从而特异性标记从枝菌的细胞膜。当然,在观察之前,也需要合适的样品前处理,以本篇文章为例,水稻根组织需经过低熔点琼脂糖包埋并振荡横切后,可以用显微镜观察根部横切面的从枝菌共生情况。
经过合适的样品前处理、标记和固定流程,每位使用者均可快速高效拿到漂亮的共聚焦荧光图像,让文章如下图一般,更加“花团锦簇”“:P
备注:细胞结构分析技术平台的激光扫描共聚焦显微镜Leica SP8和Zeiss LSM880,均可实现植物厚标本的高信噪比荧光成像。研究组如希望进行相关实验协助及样品前处理建议,均可联系细胞结构分析技术平台(54924211或wjcai@cemps.ac.cn, yinshuining@cemps.ac.cn)。
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