4月30日，國際學術期刊The Plant Cell在線發(fā)表了中國科學院上海生命科學研究院植物生理生態(tài)研究所王二濤研究組關于菌根共生的最新研究成果A H+-ATPase that Energizes Nutrient Uptake during Mycorrhizal Symbioses in Rice and Medicago。該研究揭示了植物-叢枝菌根共生營養(yǎng)交換過程中能量的來源，并表明通過對H+-ATPase的修飾有望提高植物從環(huán)境獲取營養(yǎng)的能力。王二濤和其團隊之前的研究還發(fā)現(xiàn)RAM2參與的Cutin合成是菌根共生所必需的（Current Biology, 2012; Plant signaling & behavior, 2013），并克隆了菌根共生的關鍵轉錄因子復合體RAM1, DIP1, DELLA（Current Biology, 2012; Cell Research, 2014），這些研究成果深化了人們對植物-微生物共生的理解，為作物通過共生高效利用營養(yǎng)奠定了基礎。 

　　在植物叢枝菌根共生中，叢枝菌根真菌能夠富集土壤中的磷、氮等營養(yǎng)，傳遞給植物供其生長；同時植物提供碳源供叢枝菌根真菌生長。前人的研究發(fā)現(xiàn)多個磷轉運蛋白和氮轉運蛋白負責植物與叢枝菌根真菌之間營養(yǎng)轉運，而磷轉運蛋白是一類H+離子梯度依賴型的轉運蛋白，但在植物-叢枝菌根共生中H+離子梯度的產(chǎn)生和維持還不清楚。王二濤研究組利用正向和反向遺傳學，獲得了水稻和苜蓿中特異被叢枝菌根真菌誘導的H+-ATPases，并發(fā)現(xiàn)突變體不能通過叢枝菌根共生獲得磷營養(yǎng)，表現(xiàn)為叢枝菌根共生缺失。這是目前發(fā)現(xiàn)的首個有活性的H+-ATPase參與菌根共生，通過產(chǎn)生和維持細胞內外H+離子梯度而驅動植物與菌根真菌之間的營養(yǎng)交換。英國約克大學的研究人員也參與了該項目研究。 

　　該項目得到中組部“青年千人計劃”的資助。

上海生科院揭示植物-菌根共生能量來源