陆地植物能与丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi，AMF）形成古老且广泛分布的营养型共生关系。通常，植物和真菌在根际相互识别后，菌丝进入植物根系中，随后在胞内丛枝中进行双向的养分交换。在丛枝发育过程中，植物来源的丛枝周膜（peri-arbuscular membrane，PAM）包裹在其外部，为植物和真菌的交流创造一个潜在的枢纽。类受体激酶（receptor-like kinases，RLKs）是一类关键的细胞信号元件。水稻的ARBUSCULAR RECEPTORLIKE KINASE 1（OsARK1）调控AM共生体中丛枝的发育，而且也是RLKs中一个未被定义的亚家族。
2021年6月14日，英国剑桥大学Héctor Montero和Uta Paszkowski团队在PNAS上发表了题为A mycorrhiza-associated receptor-like kinase with an ancient origin in the green lineage的研究性论文，揭示了ARK2基因在AM共生体中的功能及其生物学特性。
系统发育分析揭示了在种子植物中，ARK1有个古老的旁系同源基因ARK2。通过水稻的ark2突变体和ark1/ark2双突变体证实了，OsARK2在AM共生体中表现出非冗余功能。转录组分析鉴定了一组由这两个RLKs共同调控的基因，表明OsARK1和OsARK2在一个共同途径中相互协调AM共生关系。ARK家族蛋白在其胞外区域有一个新鉴定的SPARK（SIMILAR PROTEIN TO ARK）结构域，而在单子叶中，该结构域在ARK1和ARK2中缺失。此外，该蛋白的结构域被发现起源于Klebsormidium nitens（来自streptophyte algae，而streptophyte algae是与陆地植物关系最密切的藻类），具有久远的起源史。
图1 OsARK2的鉴定和特征描述
图2 SPARK（SIMILAR PROTEIN TO ARK）结构域
编辑∣冯曾威
审核∣姚青
广东省科学院微生物研究所菌种组-华南农业大学园艺学院土壤微生物组联合团队
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