Nitrogen-Fixing Nodules Are an Important Source of Reduced Sulfur, Which Triggers Global Changes in Sulfur Metabolism in Lotus japonicus
Nitrogen-Fixing Nodules Are an Important Source of Reduced Sulfur, Which Triggers Global Changes in Sulfur Metabolism in Lotus japonicus
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固氮结核是还原硫的重要来源，引发莲子硫代谢的全局变化
DOI：
10.1105/tpc.15.00108
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发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
11.6
通讯作者：
Flemetakis M
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kalloniati C;Krompas P;Karalias G;Udvardi MK;Rennenberg H;Herschbach C;Flemetakis M
本研究采用转录组学和生物化学相结合的方法，研究了百脉根固氮根瘤（Fix+）中根瘤菌和植物的硫代谢，以及硫代谢与共生固氮的关系，以及根瘤对全株硫分配和硫代谢的影响。我们的数据表明，固氮结节是富含巯基的器官。它们的高腺苷5 ′-磷酸硫酸还原酶活性和向半胱氨酸及其代谢产物的强35S-通量，以及与S-同化相关的几个根瘤菌和植物基因的转录上调，突出了根瘤作为S-同化的重要位点的功能。与未接种的植物相比，在固氮植物的非共生器官中观察到的更高的硫醇含量不能归因于局部生物合成，表明根瘤是植物减少S的重要来源，这触发了S-代谢的全植物重编程。根瘤中硫醇生物合成的增强及其对整株S-经济的影响在被Fix-突变根瘤菌接种的植物中受到抑制，这在大多数方面与未接种的植物代谢相似，表明N-固定和S-同化之间存在强烈的相互依赖性。
We combined transcriptomic and biochemical approaches to study rhizobial and plant sulfur (S) metabolism in nitrogen (N) fixing nodules (Fix+) ofLotus japonicus, as well as the link of S-metabolism to symbiotic nitrogen fixation and the effect of nodules on whole-plant S-partitioning and metabolism. Our data reveal that N-fixing nodules are thiol-rich organs. Their high adenosine 5′-phosphosulfate reductase activity and strong35S-flux into cysteine and its metabolites, in combination with the transcriptional upregulation of several rhizobial and plant genes involved in S-assimilation, highlight the function of nodules as an important site of S-assimilation. The higher thiol content observed in nonsymbiotic organs of N-fixing plants in comparison to uninoculated plants could not be attributed to local biosynthesis, indicating that nodules are an important source of reduced S for the plant, which triggers whole-plant reprogramming of S-metabolism. Enhanced thiol biosynthesis in nodules and their impact on the whole-plant S-economy are dampened in plants nodulated by Fix−mutant rhizobia, which in most respects metabolically resemble uninoculated plants, indicating a strong interdependency between N-fixation and S-assimilation.
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影响因子：
27.5
作者：
Chang, Christine;Damiani, Isabelle;Frendo, Pierre
通讯作者：
Frendo, Pierre
硫酸盐和硝酸盐同化之间的调节相互作用
DOI：
--
发表时间：
1993
期刊：
影响因子：
--
作者：
C. Brunold
通讯作者：
C. Brunold
DOI：
10.1146/annurev.pp.43.060192.001545
发表时间：
1992
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
A. Schmidt;K. Jäger
通讯作者：
A. Schmidt;K. Jäger
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DOI：
--
发表时间：
1994
期刊：
影响因子：
--
作者：
H. Rennenberg;R. Schupp;A. Schneider
通讯作者：
A. Schneider
落叶乔木的硫营养
DOI：
--
发表时间：
2001
期刊：
Die Naturwissenschaften
影响因子：
--
作者：
C. Herschbach;H. Rennenberg
通讯作者：
H. Rennenberg