葡萄砧木与丛枝菌根共生中磷转运的转录组调控机制

来自法国的研究人员针对葡萄砧木"Riparia Gloire de Montpellier"与丛枝菌根(AM)真菌Rhizophagus irregularis的共生关系，通过转录组分析揭示了不同磷酸盐(P)水平下Pht1转运蛋白家族的调控网络。研究发现，高P处理上调RiPT8和RiPT11而抑制RiPT1/2，低P诱导RiPT5表达；宿主葡萄中VvPT4和VvPT8受菌根共生诱导但受P水平精细调控。创新性开发的木质根透明化技术首次实现VvPT4在丛枝周膜的特异性定位，为多年生木本植物AM共生机制研究提供了新范式。

　　

营养交换是丛枝菌根(AM)共生的核心特征。作为全球重要经济作物，葡萄(Vitis vinifera)高度依赖AM共生促进生长发育。自根瘤蚜危机后，栽培葡萄普遍采用将欧亚葡萄(V. vinifera)接穗嫁接于砧木的种植方式。本研究以"Riparia Gloire de Montpellier"砧木为材料，通过比较接种AM真菌(R. irregularis DAOM197198)与未接种根系在不同磷(P)水平下的转录谱，揭示了P供应对共生双方的深度调控。

研究发现，R. irregularis基因组中9个Pht1转运蛋白基因呈现差异化表达：高P处理抑制RiPT1/2却激活RiPT8/11，低P特异性诱导RiPT5，而RiPT9/10则呈现剂量依赖性调控。在宿主葡萄中，三个AM诱导型Pht1基因中的VvPT4和VvPT8虽受共生显著激活，但其表达水平仍受环境P浓度精确调节。

研究团队突破性开发了适用于木本植物的根系透明化技术，通过免疫定位首次捕捉到VvPT4特异性定位于成熟丛枝的周膜(periarbuscular membrane)，其表达强度与P有效性显著相关。这些发现为解析多年生木本植物AM共生的分子对话机制提供了新视角，特别是揭示了Pht1转运蛋白家族在共生磷营养交换中的精密调控网络。