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3つの遺伝子が植物共生をどのように支配するか

植物は、微生物との有益な共生関係に依存して、必須の栄養素にアクセスし、害虫や病気を防御し、過酷な環境条件に耐えます。 3つの重要な遺伝子は、プラントがこれらの重要なパートナーシップを確立および維持できるかどうかを決定します。

1。共生受容体様キナーゼ(Symrk)

Symrkは、共生相互作用のゲートキーパーとして機能する重要な遺伝子です。植物の細胞表面にセンサーとして作用するタンパク質である受容体様キナーゼをコードします。 Symrkは、有益な微生物によって放出される特定のシグナルを認識し、共生症の形成につながる分子対話を開始します。

たとえば、マメ科療法の共生では、Symrkは根粒菌細菌によって分泌されるフラボノイド信号を検出します。認識されると、Symrkは、根茎のカールと感染糸の形成を促進する下流のシグナル伝達イベントを引き起こします。

2。 Cyclops(CYC)

CYCは、植物の栄養吸収能力、特にリン症を強化するアーバスキュラー菌根(AM)共生の調節において重要な役割を果たします。 CYCは、他の遺伝子の発現を制御するタンパク質である転写因子をコードします。

AM菌類がない場合、CYCは菌根形成に関与する遺伝子の発現を抑制します。ただし、菌類が存在する場合、CYCはダウンレギュレートされており、これらの遺伝子の活性化とその後の共生の確立が可能になります。

CYCの正確な規制には、他のシグナル伝達経路との複雑な相互作用が含まれます。たとえば、Model Plant Medicago Truncatulaでは、CYCはカルシウムセンサータンパク質DMI3と相互作用して、AM関連遺伝子の発現を微調整します。

3。感染した根(IRT)

IRTは、窒素固定根茎、リン酸溶解菌、および菌根菌との有益な根相互作用のマスターレギュレーターです。シグナル分子として作用する小さな分泌されたシステインが豊富なペプチドをコードします。

IRTは、根の滲出プロファイルを変更することにより、有益な微生物の補充と植民地化を促進し、希望の微生物パートナーを根圏(根を取り巻く領域)に引き付けます。このシグナル伝達メカニズムは、共生関係の確立と持続に不可欠です。

これらの3つの重要な遺伝子に加えて、他の重要なプレーヤーは植物共生に貢献します。これらの遺伝子に関する継続的な研究は、植物ミクローブの相互作用の理解を高めるだけでなく、作物収量、持続可能な農業、劣化した生態系の回復を改善するための実用的な用途も提供します。

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