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苦荞（Fagopyrum tataricum）富含黄酮类物质，但干旱严重影响其产量和品质。研究人员筛选出两种内生真菌（Botryosphaeria dothidea J46 和 Irpex lacteus J79），发现它们能促进苦荞根系生长、提高黄酮含量、缓解干旱对光合的抑制，为苦荞抗旱提供新途径。
在农业生产的大舞台上，苦荞（Fagopyrum tataricum）凭借其丰富的营养价值，尤其是高含量的黄酮类物质，成为备受瞩目的明星作物。然而，全球气候变暖导致干旱频发，这给苦荞的生长带来了巨大挑战。在干旱的肆虐下，苦荞的产量大幅下降，品质也大打折扣，严重影响了其在市场上的价值和种植户的收益。如何帮助苦荞抵御干旱的侵袭，成为了农业领域亟待解决的难题。
为了攻克这一难题，四川农业大学生命科学学院的研究人员勇挑重担，开展了一项极具意义的研究。他们将目光聚焦于内生真菌，试图探寻内生真菌与苦荞之间的神秘联系，挖掘内生真菌在提高苦荞抗旱能力方面的巨大潜力。
研究人员从野生苦荞中筛选出两种内生真菌，分别是 Botryosphaeria dothidea J46 和 Irpex lacteus J79。通过一系列精心设计的实验，他们发现这两种内生真菌在苦荞应对干旱胁迫的过程中发挥了关键作用。
在研究过程中，研究人员运用了多种先进的技术方法。首先是盆栽实验，他们模拟干旱环境，将接种了内生真菌的苦荞与未接种的进行对比，观察苦荞的生长状况。其次，利用转录组学和代谢组学分析技术，深入研究内生真菌影响苦荞抗旱能力的分子机制。通过这些技术，研究人员能够全面了解苦荞在基因表达和代谢产物方面的变化，从而揭示内生真菌作用的奥秘。
研究结果令人振奋。在筛选实验中，通过测量苦荞植株高度，发现 J46 和 J79 这两种内生真菌能显著促进苦荞在干旱条件下的生长。在根系方面，接种实验和染色观察证实这两种真菌能成功定植于苦荞根部，并且在不同水分条件下对苦荞根系形态有不同影响，如 J46 在充足浇水时增加根直径和体积，干旱时增加根表面积；J79 在干旱时增加根直径。在生物量方面，干旱胁迫下，接种 J46 和 J79 的苦荞地上部分和地下部分的鲜重和干重都显著增加，表明这两种真菌能有效提高苦荞生物量，增强其干旱耐受性。
在对苦荞体内与干旱相关的代谢产物研究中，发现接种 J46 和 J79 能显著提高干旱胁迫下苦荞中渗透调节物质（如可溶性蛋白、可溶性糖和游离脯氨酸）的含量，降低丙二醛（MDA，一种氧化应激标记物）含量，同时增加总酚和总黄酮含量，且 J46 在提高总酚和黄酮含量方面效果更显著。在抗氧化酶活性方面，接种这两种真菌能显著增强超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）和谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）的活性，且 J46 对增强 POD 和 CAT 活性作用更强，J79 对提高 SOD 和 GPx 活性更有效。
在光合作用相关研究中，干旱胁迫显著降低了苦荞的净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）和气孔导度（Gs），增加了胞间 CO?浓度（Ci），而接种 J46 和 J79 能有效缓解这些负面效应；在叶绿素含量方面，在充足浇水时接种这两种真菌能显著增加苦荞叶片总叶绿素含量，但干旱时与对照组差异不显著。
通过相关性分析、筛选差异表达代谢物（DEMs）和差异表达基因（DEGs）等研究，发现接种 J46 和 J79 与苦荞的生物量参数、渗透调节物质、叶绿素含量和抗氧化标记物呈正相关，与 MDA 呈负相关；并且明确了 J46 主要影响黄酮类生物合成途径，J79 主要增强光合作用途径，L - 苯丙氨酸是这两个途径中的关键代谢物。
综合来看，该研究表明内生真菌 Botryosphaeria dothidea J46 和 Irpex lacteus J79 能有效促进苦荞在干旱胁迫下的根系生长。其中，Irpex lacteus J79 增强了苦荞的光合作用，而两种真菌协同促进了与抗旱相关的代谢物积累，特别是 L - 苯丙氨酸。Botryosphaeria dothidea J46 还支持苦荞中黄酮类物质的合成，这不仅增强了苦荞的抗旱能力，还提高了其种子品质。
这项研究成果发表在《Agricultural Water Management》上，具有重要的意义。它为农业生产中提高苦荞的抗旱能力提供了新的策略和方法，为制备增强植物抗旱性的微生物接种剂奠定了基础，有望帮助种植户减少干旱对苦荞产量和品质的影响，提高经济效益。同时，也为应对气候变化带来的农业挑战提供了潜在的解决方案，推动了可持续农业的发展。不过，研究也指出，在实际应用中还需考虑土壤类型和农业实践差异对内生真菌效果的影响，以及真菌接种的长期效应，如对植物健康和土壤生态的影响等问题，为后续研究指明了方向 。
