近日，我院陈汝进教授课题组在植物学著名期刊《Plant Physiology》上发表了题为“Nodule-specific cysteine-rich peptide 343 is required for symbiotic nitrogen fixation inMedicago truncatula”的研究论文。本论文利用正向遗传学的方法，对一个蒺藜苜蓿共生固氮缺陷突变体进行了详细的形态和细胞表型分析，通过对转录组（RNA-seq）数据分析，结合回交F2群体连锁分析和遗传回补验证，确定了NCR343编码基因的缺失是导致突变体共生固氮缺陷的原因，实验结果进一步表明NCR343对根瘤类菌体的分化和维持至关重要。苜蓿基因组含700多个编码NCR肽的基因，氨基酸序列分析表明NCR343含4个保守半胱氨酸，改变任何一个半胱氨酸都导致蛋白功能的丧失。体外活性实验表明与NCR169相比NCR343只有在高浓度下才对根瘤菌的生长有抑制作用，说明不同NCR的分子机制有可能不同。组织特异性表达数据显示NCR343编码基因具有根瘤特异性时空表达特点，与突变体的表型吻合。亚细胞定位数据显示NCR343定位在根瘤侵染细胞中分化的类菌体中。早期发育阶段根瘤转录组数据分析结果表明，缺失NCR343激活与植物衰老相关的信号传导途径基因的表达，对防御相关途径基因的表达影响不大，为进一步解析NCR343在根瘤共生固氮过程中的功能提供了线索。
兰州大学生命科学学院在读博士生张锐为论文第一作者，陈汝进教授为论文通讯作者，课题组多名研究生以及匈牙利生物研究中心植物生物学研究所Peter Kalo研究员和团队成员对本项工作做出了重要贡献。本项研究得到了国家自然科学基金，国家重点研发项目以及中科院先导项目的经费支持。
