枝条的微RNA通过下调基因而使豆科植物根部易于共生感染

新发现表明，来自枝条的微RNA通过下调基因而使豆科植物根部易于共生感染，否则这些基因会阻碍根系对共生细菌的反应。这些发现有助于我们了解如何使固氮共生有效，以及我们需要做些什么才能在农学上开发它。

一个国际研究小组发现，一种叫做micro RNA miR2111的小RNA序列从豆科植物的叶子到根部传播，可以与根细菌形成固氮共生体。一旦进入根部，miR2111确保植物易受共生感染。根表达一种基因，通常会阻碍根系对共生细菌的反应，而miR2111会干扰该基因的活性。这些发现也解释了为什么没有枝条的根无法开始固氮共生，并且刚刚发表在国际期刊“科学”杂志上。

新发现推翻了我们之前对植物如何控制共生的理解，因为结果表明，在植物与细菌接触之前，调节感染的机制已经到位。这种资源成本高昂的解决方案确保一旦存在正确的细菌就能快速响应植物，强调对于寄主植物来说防止滥用对所有时间的控制至关重要。

与豆科植物家族的其他成员一样，豆类，豌豆和大豆含有大量蛋白质。这就是为什么素食主义者和农民都有很高的需求。与其他植物如谷物，马铃薯或苹果树不同，豆类已经进化出在其根部的特殊器官内容纳固氮细菌的能力。这些细菌称为根瘤菌，为植物宿主提供氨形式的氮减少，并从植物中获得全部矿物质和碳水化合物营养。因此，豆科植物在没有化学氮肥的情况下快乐地生长 - 这对于它们作为作物植物的价值非常重要，特别是在土壤贫瘠低氮的地区。

需要严格控制共生

由于寄主植物为其细菌伴侣提供有价值的营养，他们必须严格控制共生发展。过量的感染事件将不可避免地导致细菌共生体变得致病并且植物将受到损害的环境。几种基因参与结瘤共生的宿主控制，这一过程称为共生自动调节。即使在根中发生结瘤，自动调节也涉及寄主植物的枝条和根。这很重要，因为监测叶片的营养状况是确定根系共生对特定植物有益的程度的关键因素。

因此，射击和根与特定信号通信，以根据植物的需要调节共生。感染后，在根中产生小肽并穿过水漏斗的木质部导管直至叶子，在那里它们与称为HAR1的特定受体蛋白(超调节异常根形成1)相互作用。这种受体的丧失导致植物形成过多的感染和结节，导致植物发育不良。在根部，需要一种叫做TML(Too Much Love)的基因来保持感染和结节处于健康水平。但到目前为止，尚不清楚射击到根的通信是如何发生的，以及哪些射击信号涉及专门调节TML活动。根中的许多TML会抑制新的感染。即使在未感染的植物中，TML基因也是活跃的，并且，

由研究小组鉴定的微RNA 2111(miR2111)主要在叶子中产生，并通过韧皮部传播到根部，在那里它特异性地下调TML信使RNA的丰度，使得根部易于进入细菌。在感染后的两天内，miR2111流动停止，并且自动调节开始以平衡共生至有益水平。

拍摄和根之间的微调通信

除了重新塑造我们对共生自动调节的理解之外，新的结果表明微RNA可以作为特定的移动信使，使植物中的芽和根之间能够进行交流。这使人们能够深入了解植物如何作为整个身体单位，桥接器官边界以协调对环境线索的反应。从长远来看，这些结果可用于微调豆科植物芽和根之间的沟通，以优化在不利环境条件下的固氮。

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