华南森林培育经营国家林草局重点实验室助力解析寄生植物吸器发育调控机制

科研动态2周前更新 fcb067f5caaeb52f

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文章导读

都在说寄生植物靠“偷”养分生存，但最新的研究却发现，它们其实掌握着一种精妙的分子级“入侵程序”——一个小GTP酶SaRac1一旦激活，就能调动活性氧作为信号，直接指挥吸器的形成。这个机制的解开，颠覆了过去“被动吸附”的认知，更关键的是，它可能指向了所有寄生植物的共同软肋。如果未来能针对这个“分子开关”开发抑制剂，那些让林业头疼的“植物吸血鬼”或许从此不再嚣张。但问题来了：这样隐秘的调控网络，为什么只在檀香里被发现？其他寄生植物会不会有更复杂的“后门”？

— 内容由好学术AI分析文章内容生成，仅供参考。

华南森林培育经营国家林草局重点实验室助力解析寄生植物吸器发育调控机制

图1 SaRac1 介导的 SaRbohA 酶活性增强以提高活性氧水平并促进吸器形成的机制示意图

华南森林培育经营国家林草局重点实验室助力解析寄生植物吸器发育调控机制

图2 激光共聚焦显微镜（Leica TCS SP8）及其效果图

华南森林培育经营国家林草局重点实验室助力解析寄生植物吸器发育调控机制

图3 实时荧光定量PCR仪

近日，热林所科研团队在寄生植物吸器发育调控机制研究方面取得重要突破。研究发现，小GTP酶SaRac1是调控半寄生植物檀香吸器发育的关键因子，并揭示了其通过激活呼吸爆发氧化酶产生活性氧、进而促进吸器形成的分子调控网络。相关研究成果以“SaRac1, a small GTPase, plays an essential role in haustorium development in the root parasite sandalwood (Santalum album)”为题发表于林学一区期刊《Tree Physiology》。该研究得到了华南森林培育经营国家林草局重点实验室的重要支撑。

研究利用重点实验室的激光共聚焦显微镜（Leica TCS SP8），完成了基因SaRac1的亚细胞定位分析，证实该蛋白定位于细胞膜。通过实时荧光定量PCR仪（Roche LightCycler 96）验证了SaRac1在寄主上的沉默效率，并借助根系扫描分析系统（WinRHIZO V2007b），发现SaRac1沉默显著抑制了檀香吸器数量和生物量，证实SaRac1是吸器发育的关键调控基因。通过化学发光成像仪（Aplegen omegaLum W）对Western blot结果进行检测，并结合酵母双杂交、微量热泳动及Pull-down实验，证实了SaRac1与呼吸爆发氧化酶同源蛋白SaRbohA之间存在直接相互作用。通过生物显微镜（ZEISS Primo Star）和NBT组织化学染色法检测了檀香吸器中的活性氧水平，发现SaRac1与SaRbohA共表达时可显著增强活性氧积累。以上结果表明，SaRac1通过激活SaRbohA产生活性氧，进而上调吸器发育相关基因表达，最终促进檀香吸器形成。

华南森林培育经营国家林草局重点实验室经国家林草局批准成立，配备实时荧光定量PCR仪、激光共聚焦显微镜、化学发光成像仪、核酸蛋白分析系统等分子生物学核心仪器，面向全社会开放共享，同时可开展土壤、植物和分子生物学等近百项指标检测，为林业科研与工程项目提供技术服务。