中国科学院分子植物科学卓越创新中心王二涛研究员应邀访问国家重点实验室并作学术报告

2024年3月13日（星期三）上午，中国科学院分子植物科学卓越创新中心王二涛研究员受邀来北京大学蛋白质与植物基因研究国家重点实验室进行学术交流，并于金光生命大楼411会议室作了题为“植物-微生物共生的机理和应用”的学术报告。本次报告由生命科学学院院长陈雪梅教授主持。

在此次报告中，王二涛研究员首先分享了植物和微生物的互作机制。传统理论认为糖是植物传递给菌根的主要碳源形式，但王二涛研究员的研究发现在丛枝真菌与植物的共生过程中，脂肪酸才是植物传递给菌根的主要碳源形式。该研究不仅推翻了传统认识，对于理解生态系统的碳氮循环具有重要意义。随后，王二涛研究员以根瘤发育的问题和信号识别问题为切入点，讲述了丛枝菌根共生与根瘤共生系统在植物根际层面的协同机制。丛枝菌根共生体系中，SCR-CDK1分子模块通过调控细胞周期促使丛枝结构的形成。在豆科植物中，根皮层中MtSHR-MtSCR是根瘤起始过程中皮层细胞分裂所必需的。根瘤菌信号导致MtSHR1/2蛋白积累，进而上调MtSCR表达，MtSHR-MtSCR在皮层细胞中活性提升，继而促进细胞分裂形成根瘤。该研究发现了豆科植物根瘤器官形成的机制，为通过基因工程实现在非豆科植物中形成根瘤器官提供了新思路。随后王二涛老师分享了植物区别病原真菌与共生真菌信号分子机制。水稻共生受体和免疫受体存在竞争关系，菌根因子和免疫因子两个受体竞争结合OsCERK1，从而决定了共生和免疫信号的特异输出。该团队最新的研究发现，OsCIE1抑制OsCERK1激酶活性，但不影响OsCERK1的水平。同时，CERK1磷酸化OSCIE1的SER237的E3位点，解除CIE1对CERK1的抑制，进而激活水稻免疫反应。最后，王二涛研究员就植物微生物共生未来的研究方向指出，豆科植物根瘤菌共生固氮系统中应协调共生根瘤的固氮能力与豆科植物的碳源和能量水平，通过调控根瘤数来维持植株体内的碳氮平衡，进一步提高豆科产量；禾谷类作物联合生物固氮系统中应对禾谷类作物或者固氮相关微生物进行工程化改造，使其具有像豆科植物那样固定氮的能力，这将为非豆科作物的遗传工程化改造提供参考。

报告结束后，王二涛老师与在场师生就报告内容进行了热烈的讨论，交流科研心得，为在场师生进行解答。感谢王二涛研究员为我们带来的这次学术盛宴，希望未来有更多的交流合作。