A rice Serine/Threonine receptor-like kinase regulates arbuscular mycorrhizal symbiosis at the peri-arbuscular membrane.
A rice Serine/Threonine receptor-like kinase regulates arbuscular mycorrhizal symbiosis at the peri-arbuscular membrane.
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DOI：
10.1038/s41467-018-06865-z
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发表时间：
2018-11-08
影响因子：
16.6
通讯作者：
Paszkowski U
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Roth R;Chiapello M;Montero H;Gehrig P;Grossmann J;O'Holleran K;Hartken D;Walters F;Yang SY;Hillmer S;Schumacher K;Bowden S;Craze M;Wallington EJ;Miyao A;Sawers R;Martinoia E;Paszkowski U
在陆地生态系统中，大多数植物物种与提供营养的丛枝菌根 (AM) 真菌共生。 AM共生体的建立包括真菌摄食结构（丛枝）的短暂的细胞内形成。植物衍生的丛枝周围膜（PAM）包围着丛枝，介导相互的营养交换。 PAM 的信号传导必须良好协调才能实现这种动态的细胞亲密性。在这里，我们从玉米和水稻中鉴定出 PAM 特异性丛枝受体样激酶 1 (ARK1)，以调节持续的 AM 共生。水稻 ARK1 突变导致囊泡、真菌储存结构显着减少，并随之减少 AM 真菌不规则根噬菌的根部定植。丛枝虽然在 ark1 突变体中较少见，但形态正常。与野生型植物共培养恢复了囊泡和孢子的形成，表明 ARK1 功能是完成真菌生命周期所必需的，从而定义了丛枝发育后的功能阶段。丛枝周膜（PAM）介导植物和丛枝菌根（AM）真菌之间互利的养分交换。在这里，作者鉴定了 ARK1，一种来自水稻的 PAM 特异性受体样激酶，可维持丛枝发育后的 AM 共生。
In terrestrial ecosystems most plant species live in mutualistic symbioses with nutrient-delivering arbuscular mycorrhizal (AM) fungi. Establishment of AM symbioses includes transient, intracellular formation of fungal feeding structures, the arbuscules. A plant-derived peri-arbuscular membrane (PAM) surrounds the arbuscules, mediating reciprocal nutrient exchange. Signaling at the PAM must be well coordinated to achieve this dynamic cellular intimacy. Here, we identify the PAM-specific Arbuscular Receptor-like Kinase 1 (ARK1) from maize and rice to condition sustained AM symbiosis. Mutation of rice ARK1 causes a significant reduction in vesicles, the fungal storage structures, and a concomitant reduction in overall root colonization by the AM fungus Rhizophagus irregularis. Arbuscules, although less frequent in the ark1 mutant, are morphologically normal. Co-cultivation with wild-type plants restores vesicle and spore formation, suggesting ARK1 function is required for the completion of the fungal life-cycle, thereby defining a functional stage, post arbuscule development. The peri-arbuscular membrane (PAM) mediates mutually-beneficial nutrient exchange between plants and arbuscular mycorrhizal (AM) fungi. Here the authors identify ARK1, a PAM-specific receptor-like kinase from rice that sustains AM symbiosis post-arbuscule development.
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