Publicaciones - Instituto Salk de Estudios Biológicos

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Chaulagain, D., Schnabel, E., Lin, EX, García, RR, Noorai, RE, Müller, LM, Frugoli, JA TML1 Y TML2 REGULAN SINERGÍSTICAMENTE LA NODULACIÓN PERO NO LA MICORRHIZA ARBUSCULAR EN MEDICAGO TRUNCATULA. (2023) bioRxiv. DOI: 10.1101 / 2023.12.07.570674

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Dos procesos simbióticos, la nodulación y la micorriza arbuscular, están controlados principalmente por la necesidad de nitrógeno (N) y fósforo (P) de la planta, respectivamente. La autorregulación de nodulación (AON) y la autorregulación de micorrización (OMA) comparten múltiples componentes: las plantas que producen demasiados nódulos suelen tener una mayor densidad de arbúsculos. Se demostró que la proteína TML (TOO MUCH LOVE) funciona en las raíces para mantener la susceptibilidad a la infección por rizobios en condiciones bajas de N y controlar el número de nódulos a través de AON en Lotus japonicus. M. truncatula tiene dos secuencias homólogas: MtTML1 y MtTML2. Informamos la generación de mutantes simples y dobles estables que albergan múltiples variaciones alélicas en MtTML1 y MtTML2 utilizando mutagénesis dirigida a CRISPR-Cas9 y detección de una biblioteca de mutagénesis de transposones. Las plantas que contenían mutaciones únicas en cualquiera de los genes produjeron el doble de nódulos que las plantas de tipo salvaje, mientras que las plantas que contenían mutaciones en ambos genes mostraron un efecto sinérgico, formando 20 veces más nódulos y raíces cortas en comparación con las plantas de tipo salvaje. El efecto sinérgico sobre la nodulación se mantuvo en presencia de nitrógeno 10 mM, pero no se observó en los fenotipos de longitud de raíz. El examen de la expresión y los efectos de los heterocigotos sugiere que la compensación genética puede desempeñar un papel en la sinergia observada. Sin embargo, las plantas con mutaciones en ambos TML no tuvieron cambios detectables en las asociaciones de micorrizas arbusculares, lo que sugiere que los MtTML son específicos de la nodulación y la señalización de nitratos. Los mutantes creados serán herramientas útiles para analizar el mecanismo de acción sinérgica de MtTML1 y MtTML2 en la nodulación de M. truncatula, así como la separación de AON de AOM.

Bashyal, S., Gautam, CK, Müller, LM Señalización CLAVATA en interacciones planta-ambiente. (2023) Fisiología de las plantas. DOI: 10.1093/plphys/kiad591

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Roy, S., Müller, LM Un libro de reglas para el control de péptidos de las endosimbiosis leguminosas-microbios. (2022) Tendencias en ciencia de las plantas. 27(9):870-889. DOI: 10.1016/j.tplants.2022.02.002

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Zhang, S., Daniels, DA, Ivanov, S., Jurgensen, L., Müller, LM, Versaw, WK, Harrison, MJ Un biosensor codificado genéticamente revela la variación espaciotemporal en el contenido de fosfato celular en las raíces de micorrizas de Brachypodium distachyon. (2022) Fitol nuevo. 234(5):1817-1831. DOI: 10.1111/nph.18081

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Müller, LM Conexiones subterráneas: los hongos micorrízicos arbusculares influyen en las interacciones interespecíficas planta-planta. (2021) Fisiología de las plantas. 187(3):1270-1272. DOI: 10.1093/plphys/kiab397

María Müller, L. Mapeo de membranas: las imágenes de lípidos revelan la dinámica de la membrana dependiente del fósforo en los nódulos de Medicago truncatula. (2021) Fisiología de las plantas. 185(4):1473-1475. DOI: 10.1093/plphys/kiab039

Müller, LM, Campos-Soriano, L., Levesque-Tremblay, V., Bravo, A., Daniels, DA, Pathak, S., Park, HJ, Harrison, MJ La sobreexpresión constitutiva de conduce a un aumento de la densidad de arbúsculos en . (2020) Fisiología de las plantas. 184(3):1263-1272. DOI: 10.1104/pp.20.00997

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Müller, LM Una perspectiva evolutiva de los receptores LysM revela mecanismos conservados para la percepción de señales microbianas. (2020) Fisiología de las plantas. 184(2):562-563. DOI: 10.1104/pp.20.01160

Müller, LM El tiempo lo es todo: regula el cambio de fase de meristemo en la cebada. (2020) Fisiología de las plantas. 183(3):816-817. DOI: 10.1104/pp.20.00648

Müller, LM, Flokova, K., Schnabel, E., Sun, X., Fei, Z., Frugoli, J., Bouwmeester, HJ, Harrison, MJ Un módulo CLE-SUNN regula el contenido de estrigolactona y la colonización de hongos en micorrizas arbusculares. (2019) Plantas de la naturaleza. 5(9):933-939. DOI: 10.1038/s41477-019-0501-1

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Müller, LM, Harrison, MJ Las fitohormonas, los miARN y las señales peptídicas integran el estado del fósforo de las plantas con la simbiosis de micorrizas arbusculares. (2019) Opinión actual en biología vegetal. 50:132-139. DOI: 10.1016/j.pbi.2019.05.004

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Floss, DS, Gómez, SK, Park, HJ, MacLean, AM, Müller, LM, Bhattarai, KK, Lévesque-Tremblay, V., Maldonado-Mendoza, IE, Harrison, MJ MYB1 regula un programa transcripcional para la degeneración de arbúsculos durante la simbiosis AM. (2017) Biología actual. 27(8):1206-1212. DOI: 10.1016/j.cub.2017.03.003

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Durante la endosimbiosis formada entre las plantas y los hongos micorrízicos arbusculares (MA), las células corticales de la raíz son colonizadas por hifas ramificadas llamadas arbúsculos, que funcionan en el intercambio de nutrientes con la planta [1]. A pesar de su función positiva, los arbúsculos son estructuras efímeras, y su desarrollo es seguido por una fase de degeneración, en la que el arbúsculo y la membrana periarbuscular circundante y la matriz desaparecen gradualmente de la célula de la raíz [2, 3]. Actualmente, se desconoce el papel de las células de la raíz en este proceso y los mecanismos reguladores subyacentes. En este caso, mediante el uso de un mutante pt4 de Medicago truncatula en el que los arbúsculos se degeneran prematuramente [4], identificamos genes asociados a la degeneración de los arbúsculos, de los cuales se predice que el 38% codifican hidrolasas secretadas, lo que sugiere un papel en el desmontaje del arbúsculo y la interfaz. A través de ARNi y el análisis de un mutante de inserción, identificamos un factor de transcripción similar a MYB (MYB1) específico de simbiosis que suprime la degeneración de arbúsculos en mtpt4. En myb1, se reduce la expresión de varios genes asociados a la degeneración. Por el contrario, en las raíces que sobreexpresan constitutivamente MYB1, la expresión de genes asociados a la degeneración aumenta y el desarrollo posterior de la simbiosis se ve afectado. La expresión del gen regulado por MYB1 se ve reforzada por las proteínas DELLA y depende de NSP1 [5], pero no de NSP2 [6]. Además, MYB1 interactúa con DELLA y NSP1. Nuestros datos identifican un programa transcripcional para la degeneración de arbúsculos y revelan que sus reguladores incluyen MYB1 en asociación con dos reguladores transcripcionales, NSP1 y DELLA, los cuales funcionan en fases anteriores de la simbiosis. Proponemos que el uso combinatorio de factores de transcripción permite la expresión secuencial de programas transcripcionales para el desarrollo y la degeneración de arbúsculos.

Müller, LM, Lindner, H., Pires, ND, Gagliardini, V., Grossniklaus, U. Se requiere una subunidad del complejo oligosacariltransferasa para el reconocimiento interespecífico de gametofitos en Arabidopsis. (2016) Nature Communications. 7:10826. DOI: 10.1038/ncomms10826

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Pires, ND, Bemer, M., Müller, LM, Baroux, C., Spillane, C., Grossniklaus, U. La genética cuantitativa identifica la variación genética críptica implicada en la regulación paterna del desarrollo de las semillas. (2016) Genética PLOS. 12(1):e1005806. DOI: 10.1371/journal.pgen.1005806

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Lindner, H., Kessler, SA, Müller, LM, Shimosato-Asano, H., Boisson-Dernier, A., Grossniklaus, U. TURAN y EVAN median la recepción del tubo polínico en Arabidopsis Synergids mediante la glicosilación de proteínas. (2015) PLOS Biología. 13(4):e1002139. DOI: 10.1371/journal.pbio.1002139

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La recepción del tubo polínico (PT) en plantas con flores describe la interferencia entre los gametofitos masculinos y femeninos tras la llegada del PT a las células sinérgicas del óvulo. Conduce a la detención del crecimiento del PT, a su rotura y a la liberación de espermatozoides y, por tanto, es esencial para garantizar una doble fertilización. Aquí, describimos TURAN (TUN) y EVAN (EVN), dos nuevos miembros de la vía de recepción de PT mediada por la quinasa similar al receptor (RLK) de FERONIA (FER). Al igual que fer, las mutaciones en estos dos genes provocan un crecimiento excesivo de PT dentro del gametofito femenino (FG) sin ruptura de PT. El mapeo mediante secuenciación de próxima generación, el análisis citológico de genes indicadores y los ensayos bioquímicos de glicoproteínas en mutantes de eliminación de ARNi revelaron que ambos genes estaban involucrados en la N-glicosilación de proteínas en el retículo endoplásmico (RE). TUN codifica una proteína de la superfamilia de uridina difosfato (UDP) -glicosiltransferasa y EVN una dolicol quinasa. Además de su papel común durante la recepción de PT en los sinérgicos, ambos genes tienen funciones distintas en el polen: mientras que EVN es esencial para el desarrollo del polen, TUN es necesario para el crecimiento y la integridad de PT al afectar la estabilidad de los homólogos de FER específicos del polen ANXUR1. (ANX1) y ANX2. Los reporteros ANX1- y ANX2-YFP no se expresan en granos de polen tun, pero ANX1-YFP se degrada a través de la vía de degradación asociada a ER (ERAD), probablemente subyacente al fenotipo de ruptura prematura de PT similar a anx1/2 de los mutantes tun. Por lo tanto, al igual que en las interacciones animales esperma-óvulo, la glicosilación de proteínas es esencial para la interacción entre los gametofitos femeninos y masculinos durante la recepción de PT para garantizar la fertilización y la reproducción exitosa.

Lindner, H., Müller, LM, Boisson-Dernier, A., Grossniklaus, U. Quinasas similares al receptor CrRLK1L: no un ladrillo más en la pared. (2012) Opinión actual en biología vegetal. 15(6):659-69. DOI: 10.1016/j.pbi.2012.07.003

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Richter, S., Müller, LM, Stierhof, YD, Mayer, U., Takada, N., Kost, B., Vieten, A., Geldner, N., Koncz, C., Jürgens, G. El crecimiento de células polarizadas en Arabidopsis requiere un reciclaje endosómico mediado por factores de intercambio ARF relacionados con GBF1. (2011) Biología celular de la naturaleza. 14(1):80-6. DOI: 10.1038/ncb2389

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El-Kasmi, F., Pacher, T., Strompen, G., Stierhof, YD, Müller, LM, Koncz, C., Mayer, U., Jürgens, G. La proteína SEC22 de Arabidopsis SNARE es esencial para el desarrollo de gametofitos y el mantenimiento de la integridad de la pila de Golgi. (2011) Diario de plantas. 66(2):268-79. DOI: 10.1111/j.1365-313X.2011.04487.x

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Lena Mueller, PhD

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