近日，林学与风景园林学院、亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室、岭南现代农业科学与技术广东省实验室唐明教授团队在New Phytologist上发表了题为“The receptor kinase RiSho1 in Rhizophagus irregularis regulates arbuscule development and drought tolerance during arbuscular mycorrhizal symbiosis”的研究论文。该论文揭示了丛枝菌根真菌异形根孢囊霉（Rhizophagus irregularis）受体激酶RiSho1提高宿主植物耐旱性的分子机制，为丛枝菌根真菌增强植物抗旱能力提供理论依据。
在全球气候变化的背景下，干旱胁迫的危害逐步加剧，是抑制植物生长发育的主要因素。丛枝菌根（Arbuscular mycorrhiza，AM）真菌不仅可以促进植物对矿物质养分（特别是Pi）的吸收，还可以保护植物免受干旱、重金属等多种非生物胁迫的危害，被认为是提高宿主植物耐旱性的有效策略。
该团队在前期研究中揭示了AM真菌丝裂原活化蛋白激酶（HOG1-MAPK）途径提高植物耐旱性的分子机制。在此基础上，进一步解析了AM真菌中作用于MAPK途径上游的受体激酶在干旱胁迫下重要作用，对促进干旱、半干旱地区植物生长、提高产量具有重要意义。
该研究在AM真菌中鉴定出一个受体激酶RiSho1，含有4个跨膜结构域和1个SH3结构域，在真菌物种中进化高度保守，RiSho1受体激酶定位于酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）质膜，能够与HOG1-MAPK模块的RiPbs2蛋白直接发生相互作用，在干旱胁迫下RiSho1基因的表达水平显著升高。RiSho1基因沉默导致丛枝结构过早发生降解，阐明RiSho1在丛枝发育过程中具有重要作用，RiSho1基因沉默引起下游HOG1-MAPK级联基因（RiSte11、RiPbs2和RiHog1）和干旱胁迫响应基因（RiAQPs、RiTPSs、RiNTH1和Ri14-3-3）的表达水平降低，并抑制植物在干旱胁迫下的抗氧化能力。该项研究的主要成果揭示了AM真菌RiSho1通过HOG1-MAPK级联途径调控干旱胁迫响应基因的作用机制，为研究AM真菌介导宿主植物耐旱胁迫机制提供了新的思路。
AM真菌Sho1-MAPK途径调控植物耐旱分子机制的模式图
林学与风景园林学院博士研究生王思佳为论文的第一作者，唐明教授和陈辉教授为本文的共同通讯作者，谢贤安、胡文涛老师和其他研究生也参与了此项研究。本研究得到了国家自然科学基金、岭南现代农业实验室项目、广州市重大科技计划等项目的资助。
相关论文信息:https://doi.org/10.1111/nph.19677
文图/林学与风景园林学院
