综述:干旱胁迫条件下丛枝菌根真菌介导的激素相互作用:当前见解与未来方向

【字体: 时间:2025年10月11日 来源:Plant and Soil 4.1

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  本综述系统阐述了丛枝菌根真菌(AMF)如何通过调控植物激素(如IAA、CKs、GAs、ABA、JA、SLs)的相互作用,增强植物抗旱性的关键机制。文章深入探讨了AMF共生体系与激素信号通路、分子调控网络的协同作用,为解析植物-微生物互作抗旱的生理与分子基础提供了重要见解,并指明了未来研究方向。

  
Abstract
Background and Aims

干旱是限制陆地生态系统作物生产力的主要非生物胁迫因素。植物根际是不同有益微生物之间相互作用的关键网络,这有助于更好地应对干旱胁迫。研究发现,丛枝菌根真菌(AMF)是最重要的植物促生真菌之一,在缓解干旱胁迫方面发挥着重要作用。在植物适应干旱的其他因素中,植物激素可被视为关键的调节因子。近年来,许多研究强调了植物激素在胁迫缓解和菌根定殖方面的重要性。本综述评估了在干旱胁迫下,接种AMF的植物体内各种植物激素(如吲哚-3-乙酸(IAA)、细胞分裂素(CKs)、赤霉素(GAs)、脱落酸(ABA)、茉莉酸(JA)和独脚金内酯(SLs))积累所呈现的基本机制。

Results

本综述总结了AMF共生、植物激素、信号通路以及参与增强植物抗旱激素信号传导的分子调控机制之间整体相互作用的重要性。此外,还探讨了以下关键问题:(1)为什么菌根植物和非菌根植物之间的ABA表达水平不同?(2)AM真菌、植物和植物激素如何共同促进干旱胁迫管理?(3)激素串扰在AMF共生介导的干旱胁迫缓解中有何重要性?

Conclusion

此外,这些假设性启示对未来关注AMF共生和干旱胁迫缓解的研究重点和植物激素价值是肯定的。同时,文章鼓励对涉及干旱胁迫的遗传、蛋白质组学和信号级联进行深入研究,以理解AMF耦合的激素相互作用。

Background and Aims

干旱胁迫作为全球农业面临的主要挑战,严重制约着作物产量。在植物应对干旱的复杂策略中,其根际微环境,特别是与有益微生物的互作,扮演着至关重要的角色。其中,丛枝菌根真菌(AMF)作为一种广泛存在的植物共生真菌,被证实能显著增强植物的抗旱能力。与此同时,植物内源激素网络是调控植物适应逆境的核心。近年来,研究者们日益关注AMF共生与植物激素(如IAA, CKs, GAs, ABA, JA, SLs)积累之间的内在联系,及其在协同缓解干旱胁迫中的作用机制。本综述旨在系统剖析干旱条件下,AMF接种如何影响上述关键激素的动态,从而揭示其背后的生理与分子机理。

Results

综合分析表明,AMF与植物形成的共生体系通过多维度交互作用增强宿主抗旱性。在激素层面,AMF共生显著调节了干旱胁迫下植物的激素谱。一个核心发现是,菌根植物与非菌根植物在脱落酸(ABA)的表达水平上存在显著差异,这可能是AMF帮助植物更精准调控气孔开闭和水分平衡的关键。这种调节并非孤立发生,而是涉及AMF、植物本身及其激素网络的集体贡献。例如,独脚金内酯(SLs)不仅刺激AMF菌丝分枝,促进共生建立,其信号通路也与干旱响应交织在一起。茉莉酸(JA)和脱落酸(ABA)之间的串扰,在AMF存在的背景下,可能更有利于激活植物的系统抗性。这些相互作用共同汇聚于复杂的信号通路和分子调控网络(包括基因表达和蛋白质修饰等),最终强化了植物的抗旱防御系统。

Conclusion

综上所述,AMF通过介导植物激素的复杂互作网络,在帮助植物应对干旱胁迫中发挥着枢纽作用。当前的研究揭示了从共生建立到系统性抗逆响应的多层次调控机制。然而,对于精确的遗传背景、蛋白质组学变化以及信号转导级联的细节,仍有待深入探索。未来的研究重点应集中于解析AMF耦合的激素 interplay 的分子基础,这将为开发基于微生物-植物互作的抗旱新策略提供坚实的理论依据和应用潜力。

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