真菌木霉（Trichoderma sp.）通过调控大麦转录组缓解镉毒性的分子机制研究

本研究通过比较转录组分析揭示有益真菌木霉T32781调控大麦镉（Cd）耐受性的分子机制，发现其通过诱导植物-病原互作和光合作用通路关键基因（如HvPCS1L）的表达，降低Cd积累，为重金属污染农田的生态修复提供新策略（DEGs、KEGG、VIGS）。

　　

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Experiment design and sample collection

T32781最初从桃根际土壤中分离，保藏于浙江大学农业生物技术学院实验室的4°C和-80°C冰箱，其模式菌株同时存放于中国普通微生物保藏中心（CGMCC40314）。为探究T32781缓解大麦镉胁迫的分子机制，我们设计了盆栽和田间试验。

Gene expression analyses reveal key genes induced by T32781 inoculation in barley

盆栽试验中，接种T32781显著改变大麦基因表达模式。GO功能注释将这些基因分为三大类（生物过程、细胞组分和分子功能），其中代谢过程、膜结构和催化活性是最富集的功能类别。共鉴定到534个差异表达基因（DEGs），包括443个上调和91个下调基因。KEGG富集分析显示这些基因主要参与植物-病原互作和光合作用通路。

T. nigricans T32781 inoculation regulates the expression of key genes in barley under Cd exposure

土壤微生物被视为植物的“第二基因组”，通过调控基因表达增强植物抗逆性。比较转录组分析揭示了微生物接种调控植物-微生物互作的关键机制。例如， Bacillus altitudinis 接种通过调控侧根发育相关基因重塑水稻根系结构，进而提高水分利用效率和抗旱性。本研究进一步通过跨实验条件比较，鉴定出9个核心基因，包括大麦基因组中20个成员家族中的新基因 天冬氨酸蛋白酶PCS1类似物（HvPCS1L）。

Conclusion

转录组分析鉴定出T32781接种条件下大麦响应镉胁迫的多个新DEGs，这些基因主要参与植物-病原互作、光合作用等与镉耐受密切相关的生物过程。其中新基因 HvPCS1L 在接种后显著上调。功能验证表明，沉默 HvPCS1L-11 会导致地上部镉浓度和积累量显著增加，证明其在大麦镉吸收中起关键作用。