PHOSPHATE STARVATION RESPONSE transcription factors enable arbuscular mycorrhiza symbiosis.
PHOSPHATE STARVATION RESPONSE transcription factors enable arbuscular mycorrhiza symbiosis.
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DOI：
10.1038/s41467-022-27976-8
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发表时间：
2022-01-25
影响因子：
16.6
通讯作者：
Gutjahr C
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Das D;Paries M;Hobecker K;Gigl M;Dawid C;Lam HM;Zhang J;Chen M;Gutjahr C
丛枝菌根（AM）是一种广泛存在于大多数陆地植物根系和球菌门真菌之间的共生菌。AM对生态系统健康和功能至关重要，因为真菌通过提供必需的矿物质营养，特别是难以获取的磷酸盐，以换取有机碳，对植物的生长至关重要。AM真菌在根内定植，在植物磷酸盐水平低时促进定植，在植物磷酸盐水平高时抑制定植，但这种磷酸盐依赖的机制基础尚不清楚。在这里，我们证明了水稻磷酸盐饥饿反应2 （PHR2）中一个主要的转录调节因子调控AM。phr2突变体的根定植急剧减少，而phr2是田间土壤中根定植、菌根磷素吸收和产量增加所必需的。PHR2通过靶向接触前信号、根定植和AM功能所需的基因来促进AM。因此，这种重要的共生关系与phr2控制的植物磷酸盐饥饿反应直接相关。丛枝菌根支持植物吸收磷酸盐。Das等人的研究表明，PHR转录因子通过促进与共生发展和维持相关的基因表达，允许丛枝菌根共生。
Arbuscular mycorrhiza (AM) is a widespread symbiosis between roots of the majority of land plants and Glomeromycotina fungi. AM is important for ecosystem health and functioning as the fungi critically support plant performance by providing essential mineral nutrients, particularly the poorly accessible phosphate, in exchange for organic carbon. AM fungi colonize the inside of roots and this is promoted at low but inhibited at high plant phosphate status, while the mechanistic basis for this phosphate-dependence remained obscure. Here we demonstrate that a major transcriptional regulator of phosphate starvation responses in rice PHOSPHATE STARVATION RESPONSE 2 (PHR2) regulates AM. Root colonization of phr2 mutants is drastically reduced, and PHR2 is required for root colonization, mycorrhizal phosphate uptake, and yield increase in field soil. PHR2 promotes AM by targeting genes required for pre-contact signaling, root colonization, and AM function. Thus, this important symbiosis is directly wired to the PHR2-controlled plant phosphate starvation response. Arbuscular mycorrhiza support plant phosphate uptake. Here Das et al. show that PHR transcription factors permit arbuscular mycorrhiza symbiosis by promoting gene expression related to symbiosis development and maintenance.
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