[背景]内生真菌印度梨形孢(Piriformospora indica)定殖植物可以显著促进植物生长发育.miRNA 已被证实在植物体的生长发育中具有调控作用.[目的]揭示印度梨形孢定殖大麦促进大麦生长发育过程中 miRNA对印度梨形孢定殖的响应及对大麦生长发育的调控作用.[方法]提取大麦总RNA,实施转录组测序并进行序列比对与数据挖掘;使用高效液相色谱检测大麦生长素等激素水平变化.[结果]印度梨形孢对大麦有显著促生作用;全转录组测序结果显示:印度梨形孢侵染 3 d较空白对照有 18 个差异表达的miRNA,其中 11 个miRNA上调、7 个miRNA下调;侵染 7 d与空白对照相比 24 个差异表达的miRNA,其中 11 个miRNA上调、13 个miRNA下调;侵染 3 d与侵染 7 d相比有 3 个miRNA上调、6 个miRNA下调.GO功能富集分析与KEGG通路分析显示,差异表达miRNA的靶基因主要参与转录、细胞分裂、生长素信号的感知和转导、光合作用和激素刺激响应.靶基因所参与的途径与大麦生长发育密切相关,暗示miRNA对印度梨形孢定殖过程做出了积极响应.代谢产物分析表明miRNA参与的调控路径的代谢产物发生改变.[结论]本研究以miRNA为入手点,探究了miRNA对大麦生长发育的调控机制,为揭示印度梨形孢的促生机制提供了新的研究方向.

通过平板共生培养及20％聚乙二醇( polyethylene glycol,PEG) 模拟干旱胁迫,研究了内生真菌印度梨形孢( Piriformospora indica) 对旱稻生长及其抗旱性的影响.结果表明:印度梨形孢与旱稻品种"绿旱1 号"共生培养23 d 后,植株生物量显著增加,总根长和总根表面积增加1 倍,根尖数增加3 倍; 20％ PEG 模拟干旱胁迫下,接种印度梨形孢幼苗叶片发生萎蔫卷曲明显延缓,旱稻叶片温度升高,且随着干旱处理时间的延长,接种印度梨形孢处理比不接种处理的叶温差大; 抗旱相关基因OsMYB2、OsCIPK3、OsCDPK7、OsCATB 在旱稻叶片中的表达量随干旱处理时间的延长呈不同程度上调; 印度梨形孢能够促进旱稻幼苗生长、提高其抗旱性.

为研究印度梨形孢(Piriformospora Indica)对香蕉抗热性的影响及其生理生化机制,测定和比较了45 ℃高温处理0 h、3 h、6 h、12 h和24 h的有/无定殖的"天宝蕉"叶片中抗氧化活性物质活性或含量及激素含量变化情况.结果显示:高温处理后有/无P.indica定殖的香蕉叶片中H2O2含量呈先升后降的变化趋势,脯氨酸(Pro)和丙二醛(MDA)含量呈下降趋势,同时,P.indica定殖的香蕉叶片中H2O2、Pro和MDA含量均高于无定殖对照.高温处理下香蕉叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和苯丙氨酸酶(PAL)活性均逐步升高,且P.indica定殖的香蕉叶片中这些指标均低于无定殖组.P.indica定殖的香蕉多酚氧化酶(PPO)活性在高温处理各时间点变化不显著,而无定殖组PPO活性在高温处理3h时显著升高.高温处理前后P.indica定殖香蕉叶片中吲哚乙酸(IAA)和赤霉素(GA)含量均低于无定殖组,脱落酸(ABA)含量显著高于无定殖组,茉莉酸(JA)和水杨酸(SA)含量差异不大.上述结果表明P.indica可以通过提高香蕉叶片中H2O2、Pro、MDA和ABA含量以及抑制IAA和GA含量提高香蕉抗热能力.

为探究印度梨形孢(Piriformospora indica)对铁皮石斛(Dendrobium officinale)种子萌发和原球茎生长的影响,在铁皮石斛种子离体培养和原球茎生长阶段分别接种印度梨形孢,对其形态发育特征和生理特性进行研究.结果表明,接种印度梨形孢的铁皮石斛种子的起始萌发时间提前,接种印度梨形孢的铁皮石斛原球茎的株高、鲜质量、干质量、叶片数、叶长、叶宽、根数、根长等都高于对照.在接种60 d的种子萌发率为68.8％,高于对照(28.6％);在接种80 d的铁皮石斛原球茎的叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量显著高于对照,叶绿素a/b小于对照,净光合速率、气孔导度、蒸腾速率均高于对照,药用多糖含量显著高于对照.因此,接种印度梨形孢能促进铁皮石斛种子萌发和原球茎的生长,提高铁皮石斛的品质和产量.

印度梨形孢(Piriformospora indica)担子菌门(Basidiomycota)蜡壳耳目(Sebacinales)目的一种真菌,它可以定殖在水稻根内,形成内生菌根,对水稻的生长发育及植物的抗逆性均有重要的影响.本文总结了非生物胁迫(如干旱、盐分和重金属胁迫等)条件下,印度梨形孢在水稻根系中的定殖对水稻抵抗非生物胁迫的影响,为进一步研究将印度梨形孢作为一种植物抗性刺激剂用来增强植物抗逆性提供理论基础,同时对印度梨形孢在农业领域中的应用研究提供参考.

印度梨形孢是一种可在多种植物根部定殖的内生真菌,能与多种植物形成共生体,提高植物对外界营养的吸收能力,促进次生代谢产物的积累,提高植物对生物及非生物胁迫的抵抗能力,同时可增加植物的生物产量,对宿主植物产生许多有益影响.因此,印度梨形孢作为优良的生物防治和土壤改良因子,在农业生产方面显示出巨大的应用前景.本文结合本课题组近年研究结果及近10年间相关科学工作者的研究,系统总结了印度梨形孢在增强植物抗生物胁迫与非生物胁迫方面的研究进展,旨在为更好地发挥其潜在价值提供参考.

为研究印度梨形孢(Piriformospor aindica)对香蕉抗缺素能力的影响,比较有P.indica定殖(PI组)和无定殖(CK组)的沙培香蕉苗在使用含100％、50％、25％和0％钾(K)、磷(P)、钙(Ca)的Hoagland营养液处理2周和4周后株高、茎粗、叶片数、叶片叶绿素相对含量、氮含量及叶绿素荧光参数等指标的差异.结果显示,处理2周后,随着钾、磷、钙含量的降低香蕉的长势逐步减弱,相同营养液处理的PI组株高、茎粗、Fv/Fm、Fv/F.均略高于CK组,但差异不显著.处理4周后,PI组的大多数指标优于CK组,如Pl-0％Ca的株高显著高于CK-0％Ca,约为1.10倍(p＜0.05);PI-100％K的叶绿素相对含量与氮含量极显著高于CK-100％K,分别为1.13倍和1.11倍(P＜0.01);PI-100％P和Pl-0％Ca的叶绿素相对含量与氮含量显著高于各自CK组,均分别约为CK组的1.05和1.04倍;PI-50％Ca和PI-25％Ca的叶绿素相对含量与氮含量显著高于各自CK组,均分别约为CK组的1.07和1.06倍;PI-0％K、PI-25％P、PI-50％P与PI-50％Ca的Fv/Fm、F/F.值均显著高于各自CK组.本研究表明,印度梨形孢可以促进香蕉生长,提高叶片叶绿素相对含量和氮含量,缓解短期低浓度钾、磷、钙对光系统的损伤,增强光合速率,进而提高香蕉抗缺素能力.

从文心兰侵染软腐病转录组库中鉴定出72条WRKY蛋白序列,长度分布110～719个氨基酸,平均长度319.8个氨基酸.72条文心兰WRKY蛋白序列中14条被分到I组、42条序列被分到II组、16条序列被分到III组,其中II组还可以进一步分为7个亚组;72条序列均至少含有1个WRKY结构域和C2H2型锌指基序,来自I组的序列含有2个WRKY结构域.通过对筛选的12条文心兰WRKY基因进行荧光定量分析,发现其表达基本验证高通量表达模式,并可分成三种,来自第一种与第三种的OncWRKY44(I)、OncWRKY69(IIg)与OncWRKY70(IIg)3个WRKY基因可以被外源水杨酸与茉莉酸甲酯诱导,并在共生植株的侵染位点中呈现最高表达量,它们可能是参与印度梨形孢诱导的系统抗性的重要节点基因.