我院戴傳超教授團(tuán)隊(duì)在根系內(nèi)生真菌調(diào)控宿主植物對(duì)氮素形式響應(yīng)的研究中取得重要進(jìn)展
近日，我校生命科學(xué)學(xué)院戴傳超教授課題組揭示了根系內(nèi)生真菌通過調(diào)節(jié)植物-真菌交界面的氮通量差異調(diào)控宿主擬南芥對(duì)硝酸根和銨根營養(yǎng)的響應(yīng)。該研究成果以“Root endophyte differentially regulates plant response to NO3- and NH4+ nutrition by modulating N fluxes at the plant-fungal interface”為題發(fā)表于植物學(xué)領(lǐng)域權(quán)威期刊Plant, Cell & Environment（5年影響因子7.79）,，戴傳超教授為論文的通訊作者，孫凱博士后為第一作者。
不合理的施肥模式導(dǎo)致土壤中無機(jī)氮資源分布不均，造成了許多農(nóng)業(yè)問題。在自然生態(tài)系統(tǒng)中，根系-共生真菌互作往往受到土壤硝酸根/銨根（NO3-/NH4+）分布不均的影響。而這些真菌利用不同土壤氮素形式的能力，對(duì)宿主植物來說是一種競爭優(yōu)勢。因此，了解根系共生真菌如何影響植物對(duì)無機(jī)氮素形式的響應(yīng)非常重要。
戴傳超教授課題組以擬南芥-楓香擬莖點(diǎn)霉共生體系為研究對(duì)象，發(fā)現(xiàn)在NO3-條件下，真菌接種顯著促進(jìn)了幼苗生長，但是在NH4+條件下，該內(nèi)生真菌抑制了幼苗生長。有趣的是，在高NH4+條件下，真菌定殖的根系表現(xiàn)出顯著增加的NH4+積累和外排，類似于NH4+水平升高引起的“銨毒”表型。該真菌在與宿主根部相互作用過程中排出了NH4+，從而導(dǎo)致在高NH4+條件下植物-真菌界面處的NH4+水平增加。一株亞硝酸還原酶缺失菌株（Δnir）相比于野生型菌株對(duì)高NH4+水平適應(yīng)性更強(qiáng)，同時(shí)該真菌接種可以在高NH4+條件下部分恢復(fù)植物生長和氮代謝。隨后，研究通過轉(zhuǎn)錄組分析了真菌接種后植物對(duì)不同氮素形式的轉(zhuǎn)錄響應(yīng)，發(fā)現(xiàn)了植物參與微生物感知、離子轉(zhuǎn)運(yùn)、植物氮代謝和氮響應(yīng)相關(guān)基因表達(dá)的變化。
該研究結(jié)果強(qiáng)調(diào)了根系內(nèi)生真菌在植物適應(yīng)土壤氮養(yǎng)分中的基本功能。更廣泛地說，根際土壤中的微生物區(qū)系要復(fù)雜得多，宿主植物可以選擇性地塑造其微生物區(qū)系，以響應(yīng)特定環(huán)境中氮的有效性，從而指出有益微生物對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的重要性。
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