内生真菌印度梨形孢(S. indica)增强珍珠粟抗旱性的机制研究及其农业应用价值

【字体: 时间:2025年07月02日 来源:Plant and Soil 3.9

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  干旱胁迫严重威胁植物生长及全球粮食安全。来自未知机构的研究人员通过接种印度梨形孢(Serendipita indica)开展珍珠粟抗旱性研究,发现该内生真菌能显著提升宿主生物量、叶绿素含量、相对含水量及过氧化氢酶(CAT)活性,同时调节土壤养分构成。这项研究为干旱半干旱地区提供了一种低成本、生态友好的农业解决方案。

  

干旱胁迫如同无形的收割者,严重威胁着珍珠粟(Pearl millet)——这种干旱地区主力作物的生存。有趣的是,当科研人员将印度梨形孢(Serendipita indica, S. indica)这种神奇的内生真菌接种到25日龄的珍珠粟幼苗根系后,这些"真菌盟友"展现出惊人的保护能力。

在自然条件下进行的盆栽实验中,停止浇水5天后,未接种真菌的幼苗惨遭重创:生物量暴跌、叶绿体"工厂"停工、叶片像脱水蔬菜般萎蔫。更糟糕的是,细胞膜完整性被破坏导致电解质泄漏,脂质过氧化产物丙二醛(MDA)堆积,就像生锈的金属般危及植物健康。不过,这些幼苗也启动了"自救程序"——大量合成脯氨酸(Proline)这种"分子海绵",并激活包括过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)、愈创木酚过氧化物酶(GPX)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)在内的抗氧化酶"防御军团"。

令人振奋的是,S. indica定殖的幼苗展现出惊人的韧性。这些"真菌合作伙伴"不仅帮助宿主维持了生物量和光合色素含量,还像精密的"水分调节器"般保持叶片相对含水量。特别值得注意的是,CAT酶的活性显著提升,就像高效的"自由基清道夫"保护着植物细胞。更妙的是,S. indica还悄悄改良了土壤"食谱",优化了其中的养分配比。

这项研究揭示了一个双赢策略:在珍珠粟生长的关键期引入S. indica,能有效缓冲干旱冲击。对于全球干旱半干旱地区的贫困农民而言,这种低成本、环境友好的生物技术方案,或许正是对抗气候变化的"绿色盾牌"。

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