异源三聚体G蛋白亚基调控蒺藜苜蓿的植物结构、豆荚发育、种子大小和共生结瘤

在aBIOTECH上发表的一篇论文中，作者利用CRISPR/cas9技术构建了G蛋白突变体，并研究了G蛋白在蒺藜苜蓿生长发育和共生结瘤中的生物学功能。

　　

本研究由中国农业大学生物学院董江丽教授牵头，以模式植物豆科植物蒺蒺藜藜苜苜蓿蓿（Medicago truncatula ）为研究对象，系统分析了两个G蛋白编码基因MtGα1 和MtGβ1 以及G蛋白 信号 调控基因 MtRGS1 的功能。作者利用CRISPR/Cas9技术构建了豆科植物中首组稳定编辑的突变体 Mtgα1 、 Mtgβ1 和 Mtrgs1 。作者研究了这些突变体的发育、生殖和共生结瘤相关表型，拓展了对豆科植物G蛋白生物学功能 的 认识。

 

蒺蒺藜藜苜苜蓿蓿（ M. truncatula） 核心典型G蛋白的组成相对简单，仅包含一个Gα基因 和一个Gβ 基因。MtGα1 、MtGβ1 和MtRGS1 在多种组织中广泛表达。MtGα1和MtRGS1在质膜上的亚细胞定位，以及MtGβ1在细胞核、细胞质和质膜上的亚细胞定位与其他植物中典型G蛋白的定位一致。Mtgβ1突变 体表现出整体较小的植株结构，包括更小的小叶、更矮的植株、更少的分枝、更短的根、更低的生物量、更小的豆荚（刺更短）、以及更小更轻的种子。Mtgα1突变 体的小叶卷曲呈圆形，略微矮化，豆荚更小，但种子更大更重。这三个基因突变对结瘤表型的影响表明，Mtgβ1 突变体根瘤鲜重明显下降，这表明MtGβ1对M. truncatula 的结瘤有正向调控作用。

 

综上所述，这些表型分析表明，MtGα1和MtGβ1在植物的生长发育过程中发挥着重要作用，而MtRGS1对这些过程的贡献相对较小。与其他植物相比，蒺蒺藜藜苜苜蓿蓿G蛋白突变体的表型既有相似之处，也有差异，这凸显了G蛋白信号通路的内在复杂性。

 

请参阅文章：

异源三聚体G蛋白亚基调控蒺蒺藜藜苜苜蓿蓿 的植物结构、豆荚发育、种子大小和共生结瘤

https://link.springer.com/article/10.1007/s42994-025-00210-x