丛枝菌根真菌增强淹水条件下粳稻品种稻瘟病抗性及产量的机制研究

为解决水稻生产中过度依赖化肥农药导致的生态环境问题，西班牙农业基因组研究中心团队通过田间试验证实，在苗期接种丛枝菌根真菌(AMF) Rhizophagus irregularis或Funneliformis mosseae可显著提高粳稻对Magnaporthe oryzae引起的稻瘟病抗性，并在淹水条件下实现11%的产量提升。该研究为发展可持续水稻种植体系提供了重要实践依据。

　　

水稻作为全球半数人口的主粮，其生产面临双重挑战：传统淹水种植模式消耗大量水资源，而化学农药的过度使用又引发环境污染。更严峻的是，由真菌Magnaporthe oryzae引起的稻瘟病每年造成高达30%的产量损失。尽管丛枝菌根真菌(Arbuscular Mycorrhizal Fungi, AMF)能与90%的陆生植物形成互利共生关系，但长期高磷施肥导致现代水稻品种与AMF的共生能力退化。西班牙农业基因组研究中心领衔的国际团队在《Rice》发表的研究，为这一困境提供了创新解决方案。

研究团队采用田间与实验室结合的方法：在西班牙埃布罗河三角洲采集低肥力土壤（Olsen-P 21.8 mg/kg），选用9个粳稻品种进行AMF接种；通过qPCR定量病原菌生物量、Trouvelot法测定菌根定殖率、SES评分系统评估叶瘟抗性；并在瓦伦西亚和埃布罗三角洲开展两年田间试验，分析颈瘟、节瘟和穗瘟发生率。

研究结果揭示：

1. 菌根共生促进水稻生长：在低肥力土壤中，接种Rhizophagus irregularis或Funneliformis mosseae使所有测试品种的株高增加15-20%，叶片磷含量提升2倍（图1）。
2. 系统抗病性诱导：AMF预处理使稻瘟病病斑面积减少40-60%，病原菌生物量降低50%（图2-3），首次证实菌根诱导抗性(Mycorrhiza-Induced Resistance, MIR)在淹水条件下依然有效。
3. 田间表现突破：移植淹水田后，接种R. irregularis的水稻颈瘟发生率从18.3%降至5%（表2），三个主栽品种Albufera、Bomba和JSendra平均增产11.1%（表3），种子发芽率提高2.8-5.8%。

讨论部分指出，该研究的创新性在于突破"淹水抑制AMF功能"的传统认知，证实苗期好氧阶段形成的菌根网络能在淹水后持续发挥作用。通过揭示AMF通过双重机制（改善磷营养吸收和激活OsCERK1介导的免疫通路）增强抗病性，为减少农业化学品投入提供了可行路径。作者建议将AMF接种纳入水稻育苗体系，这尤其适合地中海等水资源短缺地区的可持续生产。未来研究需进一步解析不同地理环境下AMF-水稻-病原菌三方互作的分子机制。