铁感应蛋白 BTSa：调控大豆根瘤形成的关键 “开关”

为探究铁在豆科植物根瘤形成中的作用及机制，研究人员开展了相关研究。结果发现铁是根瘤形成的关键驱动因素，铁感应蛋白 BTSa可通过单泛素化 NSP1a激活结瘤信号。这一发现揭示了铁调控根瘤形成的机制。

　　豆科植物会与共生固氮根瘤菌形成根瘤，而这一过程需要充足的铁来确保共生关系的建立和高效固氮。虽然铁在固氮根瘤中的功能和机制已较为明确，但铁的具体作用，以及豆科植物感知铁并将相关信号整合到结瘤信号通路中的机制仍不清晰。研究发现，铁是根瘤形成的关键驱动因素，即便在光照充足、低氮条件下，没有铁就无法形成共生根瘤。研究还确定了大豆结瘤的最适铁含量，以及铁传感器布鲁图斯 A（BRUTUS A，BTS_a）。BTS_a能被根瘤菌诱导产生，与铁结合并被铁稳定。反过来，BTS_a通过其 RING 结构域对促结瘤转录因子 NSP1_a进行单泛素化修饰，稳定 NSP1_a并增强其转录激活活性，进而激活结瘤信号。在铁充足的情况下，BTS 对 NSP1 的单泛素化修饰在豆科植物中是保守的，可触发根瘤形成。因此，铁状态是触发根瘤形成的重要信号，BTS_a整合了根瘤菌感染和铁状态的信号，协调宿主反应以建立共生固氮关系。