aBIOTECH | 孔照胜团队鉴定到一个花生特异的调控结瘤基因AhPUGN1.1

花生（Arachis hypogaea）营养丰富，俗称“长生果”，是我国主要的经济油料作物之一。作为重要的豆类作物，花生同样具备与根瘤菌互作形成根瘤和固氮的能力。花生根瘤菌主要通过裂缝入侵（Crack-Entry）进行侵染。而关于花生结瘤和裂缝入侵的分子机制尚不明确，针对花生特有的结瘤基因及其功能研究尚未报道。因此，鉴定花生根瘤特异性基因并解析其功能，对于深入理解“Crack-Entry”和花生结瘤具有重要意义。

近日，山西农业大学山西省后稷实验室孔照胜团队在aBIOTECH 发表了题为"Nodule-specific AhPUGN1.1 positively regulates nodulation in peanuts"的研究论文。

该研究鉴定到一个“Orphan”基因AhPUGN1.1，该基因在花生根瘤中特异高表达。proAhPUGN1.1:GUS组化染色分析证实其在根瘤原基、幼瘤以及成熟根瘤中高表达（图1A）。亚细胞定位表明，AhPUGN1.1主要定位于细胞核中（图1B）。功能研究表明，过表达AhPUGN1.1显著增加花生根系结瘤，其根瘤数量、根瘤鲜重和固氮效率均显著增加，相反AhPUGN1.1-RNAi显著抑制花生的根瘤数目、根瘤鲜重和固氮效率（图1C-D）。

图1. AhPUGN1.1正调控花生结瘤

本研究首次揭示了花生特有基因AhPUGN1.1在结瘤过程中的关键作用，并阐明其可能通过影响结瘤过程、钙离子信号及细胞分裂素信号通路中关键基因的表达调控花生结瘤。这一重要发现为花生结瘤及其它豆科植物高效固氮研究提供了新的理论依据。

本研究得到了山西省基础研究计划项目和国家重点研发计划等项目的资助。山西农业大学农学院、山西省后稷实验室研究生何海通为本文第一作者，山西农业大学农学院、山西省后稷实验室王利祥教授和孔照胜研究员为该论文共同通讯作者，该团队张威研究员也参与了该研究。

引用本文：

He, H., Liu, W., Xu, Y. et al. Nodule-specific AhPUGN1.1 positively regulates nodulation in peanuts. aBIOTECH (2025). https://doi.org/10.1007/s42994-025-00222-7

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