植物识别有害和有益微生物
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丹麦奥胡斯大学， 2012-11-01
通过与国内和国际的专家合作，奥胡斯大学的研究人员揭示了能够使植物识别并对微生物作出适当反应的生物分子相互作用的新基本特征。新的结果为植物如何与有益微生物进行交互而抗细菌和真菌病原体的机制提供了一个更好的理解。这可能对未来的可持续发展农业产生影响，并逐步用有益微生物代替杀虫剂。
植物根系被成千上万生活在土壤和根表面上的细菌和真菌所包围。为了在多样化的环境中生存，植物采用先进的检测系统来区分有益微生物和病原微生物。
微生物分泌的叫做几丁质的分子和各种变体发挥着重要的作用。它们由植物的监视系统检测。例如，豆科植物建立了防御体系来抵御简单几丁质分子的病原微生物。
然而，当植物检测到一个特定的是从土壤根瘤菌分泌的几丁质变体（称为Nod因子），形成根瘤形式的新器官就发生了。根瘤菌被允许进入并在这些共生的器官中繁殖。它们最终为植物产生氮素。
植物检测配体 - 几丁质和变体结瘤因子 - 是通过分布于细胞表面的蛋白受体进行的。糖识别和信号中心（CARB）的研究表明导致豆科植物根瘤形成的受体干预的信号传导的关键的一步是通过直接瘤因子结合的配体识别。
在可以与活体内中重要的生物结瘤因子的浓度相比的纳米摩尔范围内，观察到了高亲和力结合。相反，简单的几丁质分子与受体的亲和力较低。因此，对暴露在不同微生物或微生物群环境中的植物，依赖于结构的配体特异性和与不同受体结合的配体亲和力可以决定植物体内那种机制会被激活。
结合先进的生化学、化学选择性化学和微生物遗传学的跨学科方法使我们能够研究相关的分子机制，以区分根瘤菌分泌的结瘤因子和病原微生物分泌的几丁质。
存在于模式豆科植物百脉根中的受体蛋白含量很低，其纯化工作富有挑战性。通过将受体在基于异源植物的系统中表达，从而成功实现了在细胞膜碎片中进行纯化的目的。
另一项挑战是建立与碳水化合物配体的结合实验。采用化学选择性化学的方法，瘤因子标记和瘤因子固定化促进了这一过程。
