近日，中国科学院微生物研究所孔照胜团队在Plant Communications 上在线发表了题为“Cellular basis of the legume-rhizobium symbiosis”的综述文章。

豆科植物与根瘤菌形成的共生固氮体系是植物氮素重要的天然来源，对发展绿色可持续农业具有重要意义，二者互作需要根瘤菌在根部表皮细胞成功侵染和皮层根瘤器官形成两个过程在时空上的协同作用，最终形成具有固氮能力的根瘤(图1)。该文章首先定义了植物独特的细胞壁-膜系统-细胞骨架(cell Wall-Membrane system-Cytoskeleton, WMC)连续体，并系统地总结了WMC连续体在根瘤菌入侵、侵染线形成及延伸、根瘤菌释放及内共生等重要细胞生物学过程中的功能及作用机制(图2-4)；最后，提出了多个豆科植物-根瘤菌共生互作领域共同关注、亟待解决的重要细胞生物学问题，将为实现高效共生固氮和绿色农业发展提供理论依据。

中国科学院微生物研究所助理研究员张霞霞和博士研究生吴菁霞是该文章的共同第一作者，孔照胜研究员为本文通讯作者。该研究受到国家自然科学基金委员会的资助。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.xplc.2024.101045

图1 豆科植物与根瘤菌互作的细胞生物学过程

图2 根瘤菌通过根毛侵染豆科植物诱导WMC连续体的响应

图3 根瘤菌内共生过程中细胞骨架的动态与调控

图4 WMC连续体在根瘤菌释放和分化过程中的功能和作用