探究Epichlo? gansuensis在提高Achnatherum inebrians耐氮缺乏胁迫能力中的分子机制

《Mycological Progress》：Exploring the molecular mechanism of Epichlo? gansuensis in enhancing the tolerance of Achnatherum inebrians to nitrogen deficiency stress

本研究通过转录组和生理学分析，揭示内生菌Epichlo? gansuensis通过调控氨基酸代谢、植物激素信号及氨同化酶活性，增强宿主Achnatherum inebrians氮缺乏胁迫耐受性的分子机制。

　　

摘要

氮的可用性对植物的生长、发育和产量有着显著影响。虽然过量的氮可以提高作物产量，但代价是农业生态系统的恶化。鉴于氮使用所带来的权衡，探索诸如共生关系等替代生物策略为提高植物抗逆性提供了一种可持续的方法。Epichlo?内生菌与Achnatherum inebrians形成共生关系，增强了宿主对非生物胁迫的耐受性。然而，关于Epichlo? gansuensis在提高A. inebrians耐氮缺乏胁迫能力方面的分子机制知之甚少。因此，本研究采用了转录组学和生理学分析方法来探究E. gansuensis增强宿主耐氮缺乏胁迫能力的机制。研究结果表明，在氮缺乏胁迫下，E. gansuensis调控了A. inebrians中多个相关通路的转录过程，尤其是涉及氨基酸代谢、淀粉和蔗糖代谢以及植物激素信号传导的通路。面对氮缺乏胁迫，E. gansuensis促使氨基酸代谢向次级代谢途径转变，尤其是木质素生物合成途径。此外，E. gansuensis显著提高了叶片中AspAT和AS的活性，从而改善了A. inebrians叶片在氮缺乏胁迫下的氨同化能力并维持了氨基酸稳态。这些发现揭示了E. gansuensis调节A. inebrians（叶片和根部）对氮缺乏胁迫响应的分子机制，这一机制可能有助于利用内生真菌培育耐氮缺乏的植物。