两个 Medicago truncatula 半 ABC 转运蛋白对丛枝菌根共生中的丛枝发育至关重要

在植物与丛枝菌根 (AM) 真菌的共生关系中，真菌共生体栖息在根皮层细胞中，通过称为丛枝的分支菌丝向植物宿主提供矿物营养。我们在此报告了一种 Medicago truncatula 突变体，称为矮化丛枝 (str)，该突变体的丛枝发育受损，AM 共生失败。与之前报道的豆科植物共生突变体相比，str 显示出野生型结节表型。STR 通过位置克隆被鉴定，编码一种半大小的 ATP 结合盒 (ABC) 转运蛋白，属于一个亚家族 (ABCG)，在植物中的作用尚不明确。STR 是 ABCG 亚家族中新颖谱系的代表，其同源物在维管植物中高度保守，但在拟南芥中缺失。STR 谱系的独特之处在于缺乏 ABCG 基因家族典型的特定分类多样化。这种独特的系统发育特征使得能够鉴定出第二种 AM 共生诱导的半转运蛋白 STR2。通过 RNA 干扰沉默 STR2 的结果是产生与 str 相同的矮化丛枝表型。STR 和 STR2 在维管组织中共同表达，并且在包含丛枝的皮层细胞中诱导表达。STR 与 STR2 形成异二聚体，得到的转运蛋白位于丛枝周膜中，其活性对丛枝发育和随之而来的功能性 AM 共生是必需的.