热林所在珍贵树种檀香寄生吸器发育方面取得阶段性进展
文章导读
你是否知道，被誉为“液体黄金”的檀香，竟要靠寄生在别的植物根系上才能存活？最新研究首次揭示：一个名为SaRac1的关键基因，正是操控檀香寄生吸器发育的“总开关”。当科学家用基因技术将其沉默后，檀香的寄生能力竟被直接切断。更惊人的是，这个基因通过激活活性氧信号，像按下加速键般启动吸器形成程序。这项突破不仅解开了半寄生植物的生存密码，更为优化檀香人工栽培提供了全新方向。
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图：SaRac1 介导的活性氧产生与吸器形成机制模式图
檀香（Santalum album）是檀香科檀香属的一种常绿珍贵树种，其心材所含的檀香精油广泛应用于医药和化妆品工业，素有“液体黄金”之称。作为一种兼性半寄生植物，檀香需通过特化的寄生结构——吸器，与寄主植物根系建立连接，以获取水分和养分。然而，目前关于檀香吸器发育的分子机制及其调控网络仍不清楚。
热林所森林微生物资源与保护团队基于檀香组织表达谱分析发现，编码功能性小GTP酶的基因SaRac1在吸器组织中特异性表达。为深入探究该基因在吸器发育中的功能，研究团队利用寄主植物诱导的基因沉默技术（HIGS）靶向抑制SaRac1的表达，结果发现檀香吸器发育受到显著抑制。通过酵母双杂交和免疫共沉淀实验表明，SaRac1与SaRbohA互作协同增强活性氧（ROS）产生。ROS信号可显著上调多个吸器形成相关基因的表达，从而促进吸器发育。该研究为理解寄生植物吸器发育的分子机制及优化檀香栽培提供了新的理论依据。
相关成果以“SaRac1, a small GTPase, plays an essential role in haustorium development in the root parasite sandalwood (Santalum album)”为题，发表在中科院一区TOP期刊Tree Physiology上。热林所孟森研究员为第一作者，陆俊锟研究员为通讯作者。该研究得到国家重点研发计划（2022YFD2202000）及国家自然科学基金（31722012）等项目的资助。
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这个发现对檀香栽培很有帮助啊！