一、项目简介

本发明属于植物微生物共生与基因工程领域，具体涉及ABCB1基因在调控植物与丛枝菌根真菌共生效率中的应用及机制。

丛枝菌根共生是自然界中最为广泛的植物-微生物互惠关系之一，超过80%的陆生植物可通过与菌根真菌建立共生，显著提升对磷、氮等营养元素的吸收能力。然而，共生效率的调控机制复杂，其中共生界面（丛枝周膜）的发育是关键限速步骤。本发明首次发现ABCB1（属ATP结合盒转运蛋白超家族） 在菌根真菌侵染植物根部过程中，通过外排生长素至丛枝周膜区域，直接促进丛枝结构的发育与成熟，从而显著提升营养交换效率。

具体机制上，ABCB1受植物内部共生信号通路中的关键转录因子WRI5a直接调控，后者结合至ABCB1启动子区的AW-box顺式作用元件（-396至-420 bp），激活其表达。在苜蓿等豆科植物中，该基因为MtABCB1，其蛋白定位于含丛枝细胞的质膜及丛枝周膜，负责将生长素（IAA）转运至共生界面。实验表明，敲除MtABCB1导致丛枝结构发育不良、分支减少，而外源施加IAA可部分回补该缺陷。

基于此，本发明提供了通过遗传手段调控植物中ABCB1的表达或活性以提高菌根共生效率的方法。例如，通过CRISPR基因编辑技术构建ABCB1功能获得性突变植株，或通过转化含ABCB1编码序列的表达载体（如使用组成型或共生组织特异性启动子）使其过表达，可显著增加真菌定殖水平、扩大根圈范围，并最终增强植物对土壤养分的获取能力。该技术为开发新型微生物肥料、减少农业化肥依赖提供了新策略。

二、专利摘要

本发明涉及ABCB1基因及其在菌根共生上的应用。本发明首次发现ABCB1特异性介导植物生长素外运到丛枝周膜，促进菌根真菌分支。基于ABCB1的功能和基因工程技术，可以提高植物菌根定殖的数目，精细调控植物与菌根真菌共生，促进植物高效从土壤中获取磷、氮等营养元素。

三、专利状态

本技术已递交中国专利申请，申请号：202310071343.6，实质审查中；持有人项目编号：SIPPE22-28。

四、持有单位

中国科学院分子植物科学卓越创新中心。

五、合作方式

转让、许可或合作研发。

六、联系方式

张雯，wzhang@cemps.ac.cn，021-54924138。