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aBIOTECH评述 | 保持饥饿:促进共生固氮,创制灵活应对根际氮波动的豆科作物

已有 872 次阅读 2023-11-20 08:41 |个人分类:论文|系统分类:论文交流

我国农业生产过程中存在过度施肥的现象,使土壤无机氮含量过高,导致了结瘤固氮受抑制的“氮阻遏”效应。农民很少使用根瘤菌接种,对化肥依赖性高,从而增加了农业生产成本和生态成本。近期,广州大学关跃峰课题组联合福建农林大学吕培涛课题组发表在Nature Communication的最新研究成果,该研究对于培育适应我国土壤条件的绿色高产大豆品种,具有重要意义,受到共生固氮领域的广泛关注。

中国农业大学生物学院梁鹏博研究员团队联合丹麦奥胡斯大学林杰顺博士,日本筑波大学Takuya Suzaki教授对此项重要成果,在aBIOTECH发表评述文章 “Staying hungry: a roadmap to harnessing central regulators of symbiotic nitrogen fixation under fluctuating nitrogen availability”

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豆科植物-根瘤菌的共生互作会受到根际不同氮浓度的影响,这包括氮浓度对固氮器官根瘤的数目、根瘤发育、根瘤固氮酶活以及根瘤衰老等进行的动态调控。文章综述了当前在不同根际氮浓度下豆科植物宿主采取的多种共生固氮调控策略。包括结瘤自调控AON(Autoregulation of Nodulation)和地下-地上(Root-to-Shoot)系统性长距离调控途径(图1A),核心转录因子NIN/NLPs在根部的局部调控途径(图1B)

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图1.结瘤、根瘤衰老的系统性调控和局部调控

利用大豆水培体系,可以实现实时追踪根部结瘤对氮浓度的快速、可逆响应。通过高低氮组合处理结合多组学分析,该研究挖掘到大豆成熟根瘤响应氮信号,调控根瘤衰老的核心转录因子SNAPs,构建了以SNAPs为核心的“氮阻遏”转录调控网络,并运用基因编辑创制了“耐氮阻遏”高效固氮大豆新种质(图1C)


此外,评述还展望了未来的研究方向:一、以SNAP为中心的调控网络是在根瘤器官局部发挥作用,或可依赖相似遗传框架,在多种衰老途径中系统发挥作用,如叶片衰老;二、SNAP调控网络与结瘤自调控通路AON或NIN/NLPs调控根瘤数目的过程是否存在关联;三、不同形式的氮源介导的根瘤调控与衰老机制调控网络的异同;四、在田间自然复杂生境条件下,结瘤与根瘤衰老如何协同响应生物胁迫与非生物胁迫等。


中国农业大学植物抗逆高效全国重点实验室,根瘤菌研究中心,梁鹏博课题组科研助理乔李锦为第一作者,在此衷心感谢中国农业大学生物学院田长富教授、焦健副教授和董江丽教授在写作过程中给予的建议和帮助。


作者简介


梁鹏博,研究员,博士生导师。博士和博后先后就读于德国慕尼黑大学和德国弗莱堡大学,2022年8月以“青年研究员”引入中国农业大学生物学院,任职微生物学与免疫学系研究员。研究成果第一作者/通讯作者文章发表在PNAS、Current Biology等期刊6篇,国家专利1项。2023年获得由欧洲固氮委员会颁发的“青年学者奖”(Early Career Award),2021年获得由中国驻德国大使馆、中国驻法国大使馆联合颁发的“杰出华人学者奖”。


课题组招聘


因课题需要,梁鹏博课题组现招收博士后2名

招聘要求

1.即将博士学位答辩(应届毕业生)或获得博士学位时间不超过3年

2.拥有植物-微生物互作、细胞生物学、分子生物学和遗传学等相关领域的研究基础,具有豆科植物相关研究经验者优先

有关待遇

1.年薪20万元起,并根据博士后具体科研工作业绩情况,享受科研绩效奖励 

2.参加社会保险并缴纳住房公积金,与在职教师享有同等科研资源

3.在站期间,支持博士后作为负责人申请各类科研项目并参加国际、国内高水平学术活动

具体可参照《中国农业大学博士后管理办法 (试行)》博士后标准确定薪资待遇


应聘者请将个人简历(包括教育背景、工作经历、研究成果等)发送至邮箱pbliang@cau.edu.cn,所有应聘材料将予以严格保密,邮件标题请注明:博士后应聘+姓名。

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