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研究揭示棉菌共生提高棉花耐盐性的分子机制

2021-11-02 10:16:44来源:中国农业科学院棉花研究所作者:陈修贵 梁冰
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 近日,中国农业科学院棉花研究所棉花功能基因组创新团队开展了棉花与真菌共生对棉花耐盐性影响的相关研究,发现棉花可与大丽轮枝菌建立共生关系形成共生体,共生体在盐胁迫下能产生更多的抗氧化酶,且共生代谢物肌醇半乳糖可转化为棉子糖清除自由基,参与植物渗透调节,从而提高棉花耐盐性,该研究为棉花耐盐分子机制的研究提供了新思路。相关研究结果发表在《农学与作物科学学报(Journal of agronomy crop science)》上。
 
 
  在生物进化过程中,植物和部分真菌逐渐建立了共生关系,有利于植物提高对逆境的适应性。随着土壤盐渍化面积的不断扩大,增加棉花种植面积,筛选、鉴定抗逆材料,培育适应盐碱地的抗逆种质材料势在必行。该研究发现棉花可与大丽轮枝菌建立共生关系形成共生体Cotton≡VD。盐胁迫处理下,与对照相比,共生体植株体内抗氧化酶含量增加,植株光合速率提高,耐盐性提高。转录组测序结果分析表明,盐胁迫下共生体植株半乳糖代谢通路被激活,肌醇半乳糖苷合成酶 GolS 和棉子糖合成酶 RFS 基因上调表达,植株体内棉子糖含量升高,棉花的耐盐性提高。病毒诱导的基因沉默(VIGS)实验沉默 GhRFS 基因后,植株的棉子糖含量及耐盐性均降低,进一步说明共生体通过提高植株体内棉子糖含量提高棉花耐盐性,这为棉花与菌共生提高棉花抗逆性的研究提供了新视角,为培育抗盐碱作物提供了新的技术途径,对促进黄河三角洲和新疆盐碱地利用具有重要意义。
 
  该研究得到了“十三五”国家重点研发计划项目的资助。

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