叢枝菌根真菌（珠狀巨孢囊霉）的土壤遺產(chǎn)：鉀螯合球囊霉素增強(qiáng)花生抗旱性和莢果產(chǎn)量
在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中，干旱嚴(yán)重威脅作物的生長(zhǎng)和產(chǎn)量。盡管在干旱條件下作物對(duì)鉀元素有較大需求，但后者在土壤中的移動(dòng)性和有效性顯著受限于土壤水分狀態(tài)。叢枝菌根真菌（AMF）能夠與大多數(shù)作物形成共生關(guān)系并顯著提高宿主抗旱性。雖然活體AMF菌絲所產(chǎn)生球囊霉素能夠螯合包括鉀元素在內(nèi)的多種礦質(zhì)元素，但是此礦質(zhì)螯合態(tài)球囊霉素是否能夠提高作物抗旱能力還鮮有研究。最近，戴傳超教授課題組在《Microbiological Research》雜志上發(fā)表了名為“叢枝菌根真菌（珠狀巨孢囊霉）的土壤遺產(chǎn)：鉀螯合球囊霉素增強(qiáng)花生抗旱性和莢果產(chǎn)量”的文章 (https://doi.org/10.1016/j.micres.2021.126774)，該文章闡述了這一科學(xué)問題。
課題組前期研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，花生連續(xù)單作條件下，其生長(zhǎng)后期抗旱性的提高可能與珠狀巨孢囊霉的土壤遺產(chǎn)（礦質(zhì)螯合態(tài)球囊霉素蛋白）有關(guān)。此研究通過將接種過活體AMF（珠狀巨孢囊霉）的花生根圍土壤充分滅菌后進(jìn)行重新栽培，發(fā)現(xiàn)干旱條件下花生抗旱生理指標(biāo)和莢果產(chǎn)量顯著提高（莢果數(shù)目和干重分別增加50.3%和52.1%）。同時(shí)，花生葉部鉀元素積累顯著提高（增加28.3%）。在利用AMF分室培養(yǎng)系統(tǒng)進(jìn)行不同礦質(zhì)元素螯合態(tài)球囊霉素蛋白收集并將其進(jìn)行外源添加的盆栽實(shí)驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)只有當(dāng)添加球囊霉素蛋白螯合鉀元素時(shí)花生的葉部鉀元素積累和相關(guān)抗旱生理指標(biāo)才顯著增高。另外，花生根系分泌物能夠在花生生長(zhǎng)前期土壤濕潤(rùn)條件下解離球囊霉素所螯合的鉀元素，從而滿足作物在花生生長(zhǎng)后期干旱條件下對(duì)于鉀元素的需求。本研究表明，由珠狀巨孢囊霉所產(chǎn)生的鉀螯合態(tài)球囊霉素能夠提高花生生長(zhǎng)后期的抗旱能力和產(chǎn)量。
該文章聯(lián)系作者為戴傳超教授，第一作者為該組博士生徐方繼。?
此項(xiàng)研究由國(guó)家自然科學(xué)基金和江蘇省高等教育優(yōu)勢(shì)學(xué)科建設(shè)項(xiàng)目(PAPD)所資助。（徐方繼報(bào)道）
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