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植物与固氮微生物之间的共生相互作用对可持续农业至关重要，但植物—蓝细菌共生的分子机制仍未得到充分阐明。尤其是，在涉及念珠藻属物种的共生关系中，介导伙伴识别的信号机制本质尚不清楚。近期的蛋白质组学分析在点形念珠藻（Nostoc punctiforme）中鉴定出与根瘤菌结瘤因子生物合成酶同源的蛋白质，提示可能存在一种类结瘤因子信号系统。然而，这些组分的功能尚未通过实验验证。本研究通过分析点形念珠藻中 nodB 和 nodD 同源基因受损的突变体，探究类结瘤因子生物合成基因与调控基因对共生的作用。表型表征结果显示，破坏类 nodB 基因不会影响自由生活状态下的生长，但会影响植物互作与定殖的早期阶段。具体而言，nodB1 突变体的植物结合能力受损，定殖也出现轻微缺陷；而 nodB3 突变体则表现出严重的定殖缺陷。相比之下，类 nodD 突变体表现出不同的共生表型，不同调控因子对水稻（Oryza sativa）中的互作及定殖效率产生了不同影响。尤其是，nodD2 和 nodD3 突变会降低植物结合能力，并严重损害其在水稻中的定殖能力，其中 nodD3 突变体的表型更为显著。总之，我们的研究结果提供了遗传学证据，支持类结瘤因子组分参与蓝细菌共生，并提示存在一个有助于植物定殖的调控与生物合成模块。这些发现为理解……提供了新的视角。植物—微生物互作中共生信号传导机制的演化与多样性。
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植物与固氮微生物之间的共生互作对于可持续农业至关重要，然而，植物—蓝细菌共生关系背后的分子机制仍缺乏深入了解。尤其是，在涉及 Nostoc 属物种的共生关系中，介导共生伙伴识别的信号传导机制在很大程度上尚不清楚。近期的蛋白质组学分析在 Nostoc punctiforme 中鉴定出与根瘤菌 Nod 因子生物合成酶同源的蛋白质，这提示可能存在一种类似 Nod 因子的信号系统。然而，这些组分的功能作用尚未通过实验得到验证。
在本研究中，我们通过分析 N. punctiforme 中受 nodB 和 nodD 同源基因影响的突变体，探究类 nod 生物合成基因和调控基因对共生关系的贡献。表型特征分析显示，nodB 类基因的破坏不会损害其自由生活状态下的生长，但会影响植物共生关系建立和定殖的早期阶段。具体而言，nodB1 突变体的植物共生关系建立能力受损，并表现出轻度定殖缺陷；而 nodB3 突变体则表现出严重的定殖缺陷。相比之下，nodD 类基因突变体表现出不同的共生表型，其中不同调控因子对水稻（Oryza sativa）中的互作和定殖效率产生了差异化影响。尤其是，nodD2 和 nodD3 的突变降低了植物共生关系建立能力，并严重削弱了其在 Oryza sativa 中的定殖能力，其中 nodD3 突变体的表型更加显著。
总之，我们的研究结果提供了遗传学证据，支持类 Nod 组分参与蓝细菌共生，并提示存在一种调控和生物合成的迷.activating (text incomplete)
参与植物定殖的模块。这些发现为理解植物—微生物互作中共生信号机制的演化与多样性提供了新的视角。
利益冲突声明
作者声明不存在利益冲突。
版权
本预印本的版权所有者为作者/资助方，其已授予 bioRxiv 永久展示该预印本的许可。
本文依据
CC-BY-ND 4.0 国际许可协议
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发布于 2026 年 7 月 15 日。
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蓝细菌与水稻（O. sativa）共生中存在类似 Nod 的信号系统的证据
Carmen Sanchez del Solar、
Lucia Jimenez-Rios、
Ana Jurado-Flores、
Jose Enrique Frias、
Vicente Mariscal、
Consolacion Alvarez
bioRxiv
2026.07.13.738138；
DOI：
https://doi.org/10.64898/2026.07.13.738138
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蓝细菌与水稻（O. sativa）共生中存在类似 Nod 的信号系统的证据
Carmen Sanchez del Solar、
Lucia Jimenez-Rios、
Ana Jurado-Flores、
Jose Enrique Frias、
Vicente Mariscal、
Consolacion Alvarez
bioRxiv
2026.07.13.738138；
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https://doi.org/10.64898/2026.07.13.738138
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关键词：蓝细菌—植物共生 · 类结瘤因子信号 · 点形念珠藻 · 水稻定殖 · nodB/nodD基因 · 共生信号传导
原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.13.738138v1?rss=1