南京师范大学研究揭示内生真菌通过调控根系沉积物诱导根际近明球囊霉的富集提高花生抗旱性

学术   2024-09-03 12:28   法国  

气候变化已成为全球关注的一个关键性问题,其导致了植物非生物胁迫的发生。影响作物生产的非生物胁迫各不相同,其中干旱为最严重的非生物胁迫之一。据估计,到2050年,全球干旱将造成严重的植物生长问题,并最终影响作物产量。因此,研究植物的抗旱作用机理,探索提高植物抗旱的技术方法,为保障作物产量的提高提供很大的理论与实践意义。

2024年8月28日,国际权威学术期刊Journal of Agricultural and Food Chemistry(中科院1区Top,IF = 6.1)在线发表了南京师范大学戴传超团队题为“Root Endophyte-Manipulated Alteration in Rhizodeposits Stimulates Claroideoglomus in the Rhizosphere to Enhance Drought Resistance in Peanut”的研究论文,报道了内生真菌通过调节根系沉积物代谢产物驱动花生根际AMF群落组装,进而提高植物的抗旱能力。
花生(Arachis hypogaea L.)是全球半干旱地区重要的豆科作物。近年来,干旱严重影响了花生生产。课题组前期研究表明,内生真菌枫香拟茎点霉B3(Phomopsis liquidambaris,B3)对花生抗旱性的促进作用伴随着AMF群落的变化。然而,内生真菌驱动植物根际AMF群落变化的物质基础尚不清楚。
研究者整合了ITS扩增测序、代谢组学和抗旱指标测定,研究了干旱条件下B3是否在根际内重塑了AMF群落,以及根及根系分泌物在塑造花生根际AMF群落中发挥的作用。研究发现根际沉积物内的代谢物是干旱条件下B3和AMF之间的关系纽带,并驱动它们之间的相互作用。并且B3的定殖导致了根际沉积物中类黄酮和激素类物质(异芒柄花素与水杨酸)含量的增加。
这些根际沉积物有效地驱动了Claroideoglomus的富集,赋予了宿主花生植株抗旱能力。本研究结果揭示了根内生菌招募根际AMF伙伴协同共生的具体机制,为植物抵御干旱逆境提供新线索。

南京师范大学博士研究生吴晓晗为论文第一作者,戴传超教授为论文通讯作者,团队成员马晨雨、蒋慧君、张翔宇、王浩明、李浩然、赵梓含、孙凯和张伟也参与了该研究。该研究得到了国家自然科学基金面上项目(31870478),江苏省高等学校重点学科建设项目(PAPD)和江苏省研究生科研与实践创新项目(CX10319)的资助。

论文链接:

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jafc.4c05009

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