Hortic Plant J丨根相关的内生真菌调节内源性生长素和细胞分裂素水平，改善枸橘植株的生物量和根系形态

论文内容

研究背景：

柑橘是世界上最重要的栽培果树之一，由于其根毛发育的减少和对丛枝菌根的高度依赖，柑橘中的菌根引起了广泛关注。丛枝菌根真菌可以在包括柑橘在内的大多数陆生植物的根部定植，建立共生关系。丛枝菌根真菌定殖植物后可提升植物的生长性能，增加养分和水分吸收，并在养分缺乏的条件下维持作物产量和品质。但丛枝菌根真菌不能在植物体外广泛培养，这极大的限制了丛枝菌根真菌在大田作物中的应用。Serendipita indica 是一种内生真菌，可以离体培养。早期各学者的大量研究表明Serendipita indica 具有促进寄主植物生长和营养物质获取及提高植物抗逆性等能力。但是相关的促生机制尚不清楚。本研究旨在分析接种Serendipita indica 和Funneliformis mosseae (一种丛枝菌根真菌)对枸橘幼苗生长和根系形态的影响，并通过分析根系内源生长素和细胞分裂素浓度的变化以及生长素转运和载体蛋白基因的表达，揭示其潜在机制。

研究内容：

本研究使用Serendipita indica 、Funneliformis mosseae 和Serendipita indica + Funneliformis mosseae (两种真菌混合)的孢子悬浮液处理枸橘幼苗，研究幼苗根部两种真菌的定殖情况和植株生物量的变化、叶片总叶绿素浓度的变化、根部形态特征的变化、叶和根内源生长素和细胞分裂素水平的变化，并分析了内源生长素和细胞分裂素与生物量和根系形态之间的相关性。同时还研究了IAA合成基因在根系中相对表达量的变化、根系中IAA转运蛋白基因相对表达量的变化。

结果表明，接种这些真菌20周后，三个处理相较于对照，地上部和根系生物量、根总长、主根长度、平均直径、表面积、体积和侧根数均有改善，相对于Funneliformis mosseae和混合孢子悬液，Serendipita indica表现出了更优的促生效果。内生真菌接种也显著提高了叶片和根系中吲哚乙酸、吲哚丁酸、反式玉米素、双氢玉米素和异戊烯基腺苷的浓度，而Funneliformis mosseae和Serendipita indica对叶和根的影响相对较大。相关性分析表明，生物量和根系形态性状（根投影面积除外）均与内源生长素和细胞分裂素呈显著正相关。此外，接种真菌孢子悬液的植株相对于未接种的植株表现出了含有相对较高的吲哚乙酸合成基因（PtTAA1，PtTAR2，PtYUC3，PtYUC4，PtYUC6和PtYUC8）和吲哚乙酸转运蛋白基因（PtAUX1，PtLAX1，PtLAX2，PtLAX3，PtPIN1，PtPIN3，PtPIN4，PtABCB1和PtABCB19）其中Funneliformis mosseae和Serendipita indica分别在叶和根中表现出更好的促生效果。

研究结论：

接种Serendipita indica、Funneliformis mosseae 和Serendipita indica + Funneliformis mosseae可提高植物生物量和叶片叶绿素水平，改善枸橘根系结构，这与内生真菌诱导的内源生长素和细胞分裂素增加有关。其中，内源生长素浓度的增加源于内生真菌作用下生长素合成和转运蛋白基因的诱导表达。此外，Serendipita indica 和 Funneliformis mosseae的接种分别突出调控根和叶中内源生长素的合成和转运，显示出的组织特异性特征，尚待进一步研究。总之，可培养的Serendipita indica与难以培养的Funneliformis mosseae具有相似的效果，后者在柑橘类植物中具有潜在的应用。

转自：“农科学术圈”微信公众号

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