沙漠中的深色隔膜内生菌通过光合作用保护和抗氧化防御机制，提高了小麦幼苗的抗旱能力

《Plant Physiology and Biochemistry》：Desert dark septate endophytes improve wheat seedling drought tolerance through photosynthetic protection and antioxidant defense

　　

黔南叶|李博林|徐明辉|陈秀玲|陈梅|吴国伟|何雪丽|李霞

摘要

暗隔内生菌（Dark Septate Endophytes，DSEs）是一类栖息在植物根部的内生真菌，分布范围广泛，尤其在沙漠等极端环境中。多项研究表明，DSEs能够在植物受到胁迫时促进其生长。在本研究中，小麦幼苗被接种了两种来自沙漠的暗隔内生菌：Alternaria alstroemeriae（Aa）和Paraphoma chrysanthemicola（Pc），或者不进行接种作为对照组（CK），并分别置于水分充足（WW）或干旱（DD）的条件下。研究设置了六个处理组：Aa_WW、Aa_DD、Pc_WW、Pc_DD、CK_WW 和 CK_DD。结果表明，无论是Aa还是Pc的接种都能显著提高小麦在WW和DD条件下的生长表现。在两种水分条件下，Aa和Pc的接种均显著促进了小麦的地上部分和根系的生长。值得注意的是，在干旱处理（DD）下，Aa对根系的促进作用更为显著，使总根长增加了17.75%。在干旱处理下，Pc显著增强了小麦的光合作用，使光合速率、气孔导度、蒸腾速率和叶绿素含量分别增加了30.00%、33.33%、47.22%和5.61%。这两种DSE菌株均有助于提高植物在干旱胁迫下的渗透调节能力：Aa增加了可溶性糖、可溶性蛋白和谷胱甘肽的含量，而Pc则提高了脯氨酸和谷胱甘肽的水平，从而使丙二醛的积累分别减少了24.24%和19.09%。此外，Aa和Pc还显著增加了小麦叶片中的生长素含量。与生理和生长表现的改善一致，转录组分析显示，DSE的接种诱导了与光合作用、碳水化合物代谢、信号传导和抗氧化防御相关的基因差异表达，这些基因共同作用增强了小麦的耐旱性。因此，这些发现表明，来自沙漠的DSE菌株在改善干旱和半干旱农业生态系统中的小麦生长和耐旱性方面具有巨大潜力。