台大研究團隊發現水稻與真菌共生關鍵調控因子IDD7

水稻的根也有「真菌好朋友」，水稻提供真菌生長所需的碳源，真菌則幫忙從土壤取得磷等重要養分。國立台灣大學植物科學研究所副教授楊淑怡團隊歷時近8年研究，找到維持這段互利關係的重要「開關」IDD7；水稻缺少IDD7時，真菌在根部的共生程度明顯降低，負責交換養分的「叢枝菌絲」也無法正常發育，研究揭開提升水稻養分效率關鍵，已刊登於國際期刊「Nature Communications」。

植物與「叢枝菌根菌」共生，是自然界相當普遍的植物與微生物互利關係。真菌進入植物根部後，會形成高度分枝、外觀如小樹枝般的「叢枝菌絲」，如同雙方的「養分交換站」：植物提供真菌所需碳源，真菌則協助植物取得土壤中的磷等養分。

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研究團隊發現，關鍵之一是名為IDD7的轉錄因子。當水稻根部細胞含有叢枝菌絲時，IDD7會大量表現；缺少IDD7的水稻，不僅真菌共生程度下降，叢枝菌絲發育也受影響，與養分運輸、脂肪酸合成及共生相關的許多基因也無法正常啟動。

研究進一步發現，IDD7會與另外2個重要調控蛋白合作。SLR1參與植物荷爾蒙吉貝素訊號，PHR2則調控植物對磷營養的反應，3者共同作用，可更有效啟動菌根共生所需的多個關鍵基因，IDD7本身也能調控PHR2表現。

換句話說，IDD7如同「交通樞紐」，串聯水稻生長、磷營養及真菌共生等不同訊息，再協調相關基因運作，讓水稻與真菌順利交換養分。

研究團隊表示，叢枝菌根菌能幫助作物取得土壤養分，也可能提升植物面對環境逆境的能力。釐清水稻控制菌根共生的分子機制，未來可望作為提升作物養分利用效率及逆境適應能力的科學基礎。下一步將探討IDD7與其他調控蛋白及染色質調控機制如何合作，以及是否參與提升水稻逆境耐受性。

研究由楊淑怡主持，陳姵蓉、杜佾璁、張育庭、何敏芝、郭椀濘、郭政琳、張凱傑及林佾增為共同第一作者，石軒誌及台大生命科學系教授鄭貽生亦參與研究，歷時近8年，由多屆研究生接力完成。