GmNMHC5调控大豆结瘤的赤霉素途径机制模型。课题组供图
共生固氮是大豆等豆科作物的重要特征，深入研究结瘤固氮机制，对进一步挖掘大豆产量潜力，构建绿色高产高效生产技术体系具有重要意义。
明升官网农业明升体育app院作物明升体育app研究所吴存祥、韩天富团队与北京理工大学明升m88学院冯永君团队联合开展大豆结瘤机制研究取得进展，近日在《作物学报（英文版）》在线发表研究论文，证明MADS-box家族成员GmNMHC5在大豆根瘤形成过程中发挥重要作用。
作者者分别构建了GmNMHC5基因过表达和CRISPR-Cas9介导的GmNMHC5敲除株系，统计植株的结瘤表型，发现GmNMHC5过表达可以显著增加大豆结瘤数目，而敲除该基因的株系结瘤数量锐减，甚至不结瘤。利用酵母双杂交、荧光双分子互补以及Pull-down等分子生物学技术，筛选出GmNMHC5的互作蛋白GmGAI。该蛋白为赤霉素途径DELLA家族的成员，在赤霉素合成与信号途径启动中发挥关键调控作用。检测不同GmNMHC5转基因株系的内源GA3含量，发现GmNMHC5-GmGAI互作直接调节大豆体内的赤霉素水平。结合已有的赤霉素浓度效应研究，提出以GmNMHC5-GmGAI模块为核心，通过植物体内赤霉素水平动态调节，从而调控大豆结瘤过程的新模型，拓展了对植物赤霉素调控途径的认识。
结合该团队前期证实的GmNMHC5基因对大豆开花的促进作用，此次发现也进一步证明MADS-box家族成员对豆科植物结瘤和开花具有独特的双重调控作用，对于全面认识大豆生长发育过程具有重要意义。
该合作研究团队长期致力于大豆生长发育的生理和分子机制研究，在GmNMH系列基因对大豆结瘤和开花的协同调控作用研究中取得多项进展。研究得到国家自然明升体育app基金项目和国家现代农业明升技术体系建设专项资助。
相关论文信息：http://doi.org/10.1016/j.cj.2021.03.019
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