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        內(nèi)生真菌提高植物抵御鹽脅迫的研究進展

        2019-02-20 04:50:07李娥胡華冉李蛟男杜光輝劉飛虎
        生物技術(shù)通報 2019年11期
        關(guān)鍵詞:梨形叢枝菌根

        李娥 胡華冉 李蛟男 杜光輝 劉飛虎,

        (1. 云南大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,昆明 650091;2. 云南大學(xué)農(nóng)學(xué)院,昆明 650091)

        鹽漬化(Salinization)是自然界中廣泛存在的一種非生物脅迫[1]。目前,全球有8.31×108hm2土地受到鹽漬化威脅,占全球耕地面積10%[2],中國則有約1×108hm2鹽漬土[3],約1/5的耕地發(fā)生鹽堿化[4]。鹽漬化嚴(yán)重程度已經(jīng)影響到農(nóng)業(yè)和經(jīng)濟發(fā)展及環(huán)境的狀況。目前,改善土壤鹽漬化主要通過調(diào)整水利、平整土地、施用大量化肥、種稻洗田、種植鹽生植物等措施進行[5],但這些方法都有一定局限性,不能從根本上改善土壤質(zhì)量狀況及提高植物生物量。

        近年來,研究發(fā)現(xiàn)某些植物內(nèi)生真菌與植物共生,為植物直接提供營養(yǎng)或幫助植物獲得營養(yǎng),通過產(chǎn)生活性物質(zhì)或信號轉(zhuǎn)導(dǎo)增強宿主抗蟲、抗病、抗脅迫(包括鹽、旱、低溫)能力[6-7],還可以顯著改變土壤微生物群落,改善土壤質(zhì)量[8]。本研究從提高植物耐鹽性內(nèi)生真菌的發(fā)掘、內(nèi)生真菌增強植物耐鹽性機制等方面的研究進展、發(fā)展前景和存在問題進行綜述與討論,期望為發(fā)掘和利用內(nèi)生真菌增強植物耐鹽性的相關(guān)研究提供參考和啟示。

        1 植物內(nèi)生真菌

        1988年,Carroll[9]把植物內(nèi)生真菌定義為生活在植物組織內(nèi)生活史中的某一時期,對植物組織沒有引起明顯病害癥狀的真菌。根據(jù)系統(tǒng)發(fā)育和生活史特征,將植物內(nèi)生真菌分為clavicpitagen(C)和nonclavicpitagen(NC)2個內(nèi)生類群[10]。同時,植物內(nèi)生真菌多屬于雙核菌門、子囊亞門的有核菌綱(Pyrenomyetes)、盤菌綱(Discomycetes)和腔菌綱(Loculoascomyetes)以及無形態(tài)的多種真菌,主要分布于植物各組織的細(xì)胞間,一般在葉鞘和種子中分布最多,而在葉片和根中含量極微[9]。1993年,美國科學(xué)家Stierle等[11]在短葉紅豆杉的樹皮上獲得能合成抗癌活性紫杉醇的一種內(nèi)生真菌,掀起植物內(nèi)生真菌研究的熱潮。目前,在地球上已知的25萬種植物中,內(nèi)生真菌數(shù)量在100萬種以上[12]。

        植物內(nèi)生真菌與植物的抗旱、抗鹽、抗蟲、抗重金屬等方面有關(guān),其次生代謝產(chǎn)物(生物堿等)具有抗菌、殺蟲、抗細(xì)胞毒性和抗癌等作用。植物內(nèi)生真菌作為新型資源,在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥和食品工業(yè)中有廣泛應(yīng)用前景[13]。Maciá-Vicente 等[14]認(rèn)為環(huán)境脅迫使植物與內(nèi)生真菌的關(guān)系更加緊密,以適應(yīng)不利條件。所以,隨著土壤鹽漬化問題的日益突出,越來越多的學(xué)者關(guān)注與植物互作提高其耐鹽性的內(nèi)生真菌的研究。

        2 與植物互作抵御鹽脅迫內(nèi)生真菌的發(fā)現(xiàn)

        目前,報道最多的與植物互作抵御鹽脅迫的內(nèi)生真菌有叢枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)、印度梨形孢(Piriformospora indica)、有隔內(nèi)生真菌(Dark septate endophytes,DSE)和木霉菌(Trichodermaspp.)等。研究發(fā)現(xiàn),植物根系和葉片的內(nèi)生真菌對抵御鹽脅迫起的作用較大。其中,葉片內(nèi)生真菌以局部侵染(Locally limited colonization)方式侵染植物,根系內(nèi)生真菌以系統(tǒng)浸染(Extensive or systemic colonization)方式侵染植物,且侵染程度更強。根系內(nèi)生真菌又有菌根真菌和非菌根真菌之分,而菌根真菌尤以印度梨形孢和叢枝菌為代表,而非菌根真菌則以暗色有隔內(nèi)生真菌和紅色不育真菌(Sterile red fungus,SRP)為典型代表[15]。

        2.1 叢枝菌根真菌

        德國植物生理學(xué)家Frank[16]于1885年發(fā)現(xiàn)某些真菌能與植物根系共生,首次提出了“菌根”(Mycorrhiza)這個術(shù)語。Bach[17]早在1983年就發(fā)現(xiàn)叢枝菌根真菌能在鹽脅迫下侵染植物。目前,關(guān)于叢枝菌根真菌的分類有4個目,13個科,19個屬,共 214 種[18]。

        叢枝菌根真菌能與自然界90%的植物形成共生關(guān)系,提高其抗鹽能力,并且通過不同方式和途徑影響植物的生長[19-21]。在NaCl脅迫下,叢枝菌根真菌能促進鹽生植物鹽草[22]、銀膠菊[23]等的生長,也能促進非鹽生植物洋蔥[24-25]、柑桔[26-28]、番茄[25,27]、黃瓜[29]等的生長。但叢枝菌根真菌對菌根植物的促進作用和侵染強度明顯比非菌根植物(如莧科、藜科、肉桂科和十字花科)強[30]。

        2.2 印度梨形孢

        1998年,Verma等[31]在印度塔爾沙漠中發(fā)現(xiàn)了一種植物根定殖擔(dān)子菌——印度梨形孢(Piriformosporaindica), 隸屬于擔(dān)子菌門(Basidiomycota)、層菌綱(Hymenomycetes)、蠟殼耳科(Sebacinaceae)、梨形孢屬(Piriformospora)。印度梨形孢能與多種植物共生,表現(xiàn)出較強的促生長能力。Waller等[32]于2005年發(fā)現(xiàn)梨形孢具有誘導(dǎo)大麥抗鹽脅迫的潛力。迄今為止,研究發(fā)現(xiàn)接種印度梨形孢能提高煙草[33]、苜蓿[34]、墨西哥虎尾草[35]等多種植物的耐鹽性。

        2.3 有隔內(nèi)生真菌

        1905年,Gallaud[36]首先在2種植物(Allium sphaerocephalumL.和Ruscus aculeatusL.)根部發(fā)現(xiàn)有褐色或黑色的外生菌根。1922年,Melin[37]在松樹根部也發(fā)現(xiàn)該真菌,并將其命名為Mycelium radices atrovirens(MRA)。直到1998年,Jumpponen和 Trappe[38]才提出有隔內(nèi)生真菌(Dark septate endophytes,DSE)這一定義。目前,已在100科、320屬、近600種植物中發(fā)現(xiàn)有隔內(nèi)生真菌,但是關(guān)于有隔內(nèi)生真菌的分類地位問題還很模糊[39-41]。

        有隔內(nèi)生真菌一直都被用來修復(fù)有害金屬污染的環(huán)境[42]。但近年來的研究發(fā)現(xiàn)有隔內(nèi)生真菌能與植物互作提高植物耐鹽性[14]。而且在有隔內(nèi)生真菌與宿主植物形成共生關(guān)系過程中,能促進植物生長、改善礦物質(zhì)吸收、提高植物抗逆性[43]。Pan等[44]研究發(fā)現(xiàn),鹽脅迫下深色有隔內(nèi)生真菌可侵染白楊,提高白楊苗木耐鹽性。

        2.4 其他與植物互作提高宿主耐鹽性的內(nèi)生真菌的發(fā)現(xiàn)

        除上面3大類與植物耐鹽性相關(guān)的內(nèi)生真菌之外,人們陸續(xù)從各種植物中發(fā)現(xiàn)與植物互作提高宿主耐鹽性的其他內(nèi)生真菌。

        2005年,Redman等[45]在水稻植株內(nèi)分離的Fusarium culmorum和Curvularia protuberata能提高水稻耐鹽性。緱小媛[46]于2007年研究證明了醉馬草內(nèi)生真菌(真菌類型未注明)可以促進NaCl脅迫下醉馬草種子的萌發(fā),以及調(diào)節(jié)植株的生長和生理,提高了醉馬草的耐鹽性。2009年,王正鳳[47]發(fā)現(xiàn)野大麥內(nèi)生真菌(真菌類型未注明)可以提高野大麥在鹽脅迫條件下的發(fā)芽率、分藥數(shù)和生物量等。2010年,Mastouri等[48]研究表明哈茨木霉T22菌株可以誘導(dǎo)植物對氧化損傷的生理保護來提高幼苗活力和改善脅迫影響。2011年,Khan等[49]從大豆根中分離出小型青霉LHL09,該菌可以通過影響植物激素和黃酮類化合物的生物合成,從而改善鹽脅迫的不利影響,促進了大豆植株的生長。2012年,Maciá-Vicente等[14]在小麥植株中分離得到固氮螺菌,發(fā)現(xiàn)鹽脅迫下其與小麥之間存在共生關(guān)系,能促進小麥的生長,并影響小麥幼苗的水分吸收、光合色素含量和脯氨酸積累。鈕旭光等[50]和范黎[51]從翅堿蓬中篩選出能促進鹽脅迫下植物種子萌發(fā)和幼苗生長的內(nèi)生真菌。2014年,陳亞平[52]從駱駝刺中分離出Phaeosphaeriopsis屬真菌,從苦豆子和減蓬中分離出Phoma屬真菌,以及在蘆葦中分離到枝狀枝孢菌(Cladosporium cladosporioides),并在200 mmol/L NaCl條件下與水稻共培養(yǎng),發(fā)現(xiàn)能增加水稻耐鹽性。2017年,候姣姣等[53]在鹽脅迫條件下分別用哈茨木霉(Trichodermaspp.)、絲核菌(Rhizoctoniaspp.)、黑附球菌(Epicoccumspp.)、曲霉菌(Aspergillusspp.)菌液灌根處理國槐幼苗,發(fā)現(xiàn)其抗鹽能力提高。2018年,吳曰福等[54]在堿蓬根部分離得到耐鹽內(nèi)生真菌40株,有未被報道過的耐鹽真菌Aspergillus aculeatus和Fusarium oxysporum,還有3株Aspergillus sydowii嗜鹽真菌。

        3 內(nèi)生真菌對植物耐鹽性提高的影響

        3.1 穩(wěn)定植物營養(yǎng)元素吸收和保持離子平衡

        鹽脅迫嚴(yán)重影響植物的生理過程,產(chǎn)生離子脅迫和滲透脅迫而使細(xì)胞抑制生長或死亡,最終導(dǎo)致植物生長受抑制或者死亡[55-56]。鹽脅迫條件下的離子脅迫主要是Na+和Cl-濃度升高,以及平衡植物體內(nèi)的P和S的減少。Na+和K+在鹽漬土壤中是競爭關(guān)系,內(nèi)生真菌與植物共生可以改變植物體內(nèi)Na+和K+比值,改善由于鹽脅迫造成的植物離子不平衡現(xiàn)象。Pereira等[57]對鹽脅迫條件下的向日葵幼苗接種叢枝菌根真菌和細(xì)菌的混合物,發(fā)現(xiàn)植株各項指標(biāo)均提高,組織中K+、Mg2+、Ca2+、N和P的含量積累,Na+的含量降低。將叢枝真菌與內(nèi)生細(xì)菌混合接種于金合歡,也是相同結(jié)果[58]。Abdelaziz等[59]研究發(fā)現(xiàn),鹽脅迫條件下將梨形孢回接擬南芥后,Na+/K+比值降低,鉀轉(zhuǎn)運蛋白1(HKT1)和鉀離子內(nèi)流相關(guān)基因kt1、kt2的轉(zhuǎn)錄水平升高,推測內(nèi)生真菌提高植物耐鹽性的機制可能是通過調(diào)節(jié)Na+和K+離子通道的相關(guān)基因的表達水平,從而使鹽脅迫條件Na+/K+的離子穩(wěn)態(tài)達到平衡。

        鹽脅迫使植物養(yǎng)分吸收或運輸減少,造成植物養(yǎng)分不平衡[60]。鹽脅迫條件下接種叢枝菌根真菌,其菌絲生長能增加植物根部吸收水分和養(yǎng)分的面積,有利植物對水分和礦質(zhì)元素的吸收,如P的吸收等[61]。除叢枝真菌外,鹽脅迫條件下回接印度梨形孢,也可以顯著提高植物對P的吸收量,從而增加植物生物量的積累[52]。另外,鹽脅迫條件下接種內(nèi)生真菌,還促進植物對N的吸收。Qin等[62]將植物內(nèi)生真菌與植物共培養(yǎng)發(fā)現(xiàn),提供有機氮源時,大多數(shù)內(nèi)生真菌能將有機氮轉(zhuǎn)化為無機氮,促進植物生長,提高植物生物量。

        3.2 提高植物滲透調(diào)節(jié)能力

        在鹽脅迫條件下,植物體因大量失水進而導(dǎo)致滲透脅迫發(fā)生,植物通過積累有機物、減小滲透勢、增強細(xì)胞滲透調(diào)節(jié)來適應(yīng)環(huán)境變化[63-64],生成并積累一些滲透調(diào)節(jié)物質(zhì),像氨基酸、蛋白質(zhì)、甜菜堿和多胺等[65]。研究發(fā)現(xiàn)內(nèi)生真菌可以通過調(diào)節(jié)植物脯氨酸、甜菜堿和可溶性糖等的積累來進行滲透調(diào)節(jié),提高植物的耐鹽性。Jindal等[66]在12.5和25 mmol/L NaCl條件下回接叢枝真菌,發(fā)現(xiàn)植物內(nèi)脯氨酸含量增高。任安芝等[67]研究發(fā)現(xiàn)在高鹽濃度下,叢枝真菌侵染可導(dǎo)致黑麥草葉片內(nèi)的脯氨酸含量顯著增加,可溶性糖含量顯著降低。但付艷平等[68]用促生菌UW4懸浮液浸泡向日葵種子在鹽脅迫下進行種植,發(fā)現(xiàn)其脯氨酸含量降低,可溶性糖含量增加。Al-Garni[69]在鹽脅迫下回接叢枝真菌,發(fā)現(xiàn)回接植物中甜菜堿的含量增加,是未回接植物的2倍。因此,鹽脅迫條件下,植物內(nèi)生真菌對植物各滲透物質(zhì)的調(diào)節(jié)作用受鹽濃度、植物種類、環(huán)境等因素的影響,但各因素之間相互作用的機制不明,還需要進一步探究[70]。

        3.3 保持植物光合作用和水分利用效率

        鹽脅迫對植物光合作用的影響既有氣孔和葉肉的擴散限制光合代謝,也有固碳酶減少使光合作用降低[71]以及多重脅迫疊加產(chǎn)生的氧化脅迫。鹽脅迫還會加速葉綠素的降解、降低類囊體膜穩(wěn)定性、降低葉綠體對光能的吸收、影響光能在2個光系統(tǒng)之間的合理分配,最終導(dǎo)致光合速率的降低[72]。生長在鹽漬化土壤的植物面臨著生理干旱的危險,因此,它們必須保持較低的內(nèi)部滲透力,以防止水從根部進入土壤,水分對于鹽脅迫下的植物生長至關(guān)重要。鹽脅迫下植物生長的恢復(fù)與碳平衡期間光合作用恢復(fù)的速度和程度有關(guān),也與水分耗竭期間光合作用下降的程度和速度有關(guān)[60],而接種內(nèi)生真菌可促進植物提高光合速率和對水分的吸收效率,進而使植物減緩或抵御鹽脅迫。

        研究發(fā)現(xiàn),無性型Epichloe內(nèi)生真菌的侵染,可使大麥氣孔發(fā)生變化并改變根系結(jié)構(gòu),從而增強水分利用效率[73]。Redman等[45]在鹽脅迫條件下接種Fusarium culmorum和Curvularia protuberata兩類真菌,減少了水稻20%-30%的耗水量,并提高了其生長速度和生物量。Azad等[74]研究表明,在NaCl脅迫條件下,接種內(nèi)生真菌的植株比不接內(nèi)生真菌植株有更高的水分利用效率和光合效率。Ghorbani等[75]在鹽脅迫條件下接種印度梨形孢于番茄,發(fā)現(xiàn)印度梨形孢通過改善番茄水分狀況和光合作用緩解鹽脅迫。

        3.4 增強植物抗氧化防御系統(tǒng)

        鹽脅迫導(dǎo)致活性氧(Reactive oxygen species,ROS)的產(chǎn)生,而活性氧造成植物膜質(zhì)過氧化進而影響植物生長[76]。但植物體內(nèi)有ROS酶類保護系統(tǒng),包括超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)、 過 氧 化 物 酶(Peroxidase,POD)、 過 氧化氫酶(Catalase,CAT)、抗壞血酸過氧化物酶(Aseorbate peroxidase,APX)、谷胱甘肽過氧化物酶(Glutathione peroxidase,GRX)、脫氫抗壞血酸酶(Dehydroascorbate reductase,DNAR)、 單 脫 氫抗壞血酸酶(Dehydroascorbate reductase,MDHAR)等[77]和非酶類系統(tǒng)(包括抗壞血酸(Ascorbic acid,ASA)、谷胱甘肽(Glutathione,GSH)、類胡蘿卜素、生育酚、類黃酮和甘露醇等,可以減緩或者避免活性氧對植物造成的損傷[77-78]。

        研究表明,植物可通過接種內(nèi)生真菌來清除ROS;通過增強抗氧化酶活性來加強菌根化,進而減少了氧化;積累還原的抗壞血酸和谷胱甘肽改善氧化還原穩(wěn)定性,增強植物耐鹽性進而增加植物生物量[79]。王英男等[80]在鹽脅迫條件下的羊草內(nèi)接種AMF真菌發(fā)現(xiàn),抗氧化酶類的活性明顯提高,氧自由基的清除能力增強。另外,Mastouri等[48]在鹽脅迫條件下接種哈茨木霉T22菌株,發(fā)現(xiàn)該菌株能誘導(dǎo)植物接種AMF后宿主植物體內(nèi)對氧化損傷的生理保護來提高幼苗活力。Pan等[44]在鹽脅迫下將從堿蓬中分離的暗隔內(nèi)生真菌回接楊樹,發(fā)現(xiàn)顯著增強了楊樹體內(nèi)抗氧化酶活性,提高了楊樹耐鹽性。Baltruschat等[81]發(fā)現(xiàn)在NaCl脅迫條件下接種梨形孢于大麥(Hordeum vulgare),顯著提高了大麥抗壞血酸的含量,增加了根中抗氧化酶的活性。

        另外,付艷平[68]用促生菌UW4懸浮液浸泡向日葵種子,在鹽脅迫下進行種植發(fā)現(xiàn),其可溶性蛋白增加。張愛娣等[82]在不同NaCl濃度下回接叢枝真菌到大葉女貞,發(fā)現(xiàn)其丙二醛含量相較于對照組明顯降低,王娜等[83]在不同NaCl濃度下回接叢枝真菌到紫花苜蓿也有相同發(fā)現(xiàn)。

        3.5 影響植物代謝中心和真菌分泌物質(zhì)

        鹽脅迫會使植物體內(nèi)的激素水平發(fā)生變化,如乙烯的積累,生長素、細(xì)胞分裂素合成的減少[52,56]。植物內(nèi)生真菌能夠刺激植物產(chǎn)生激素,如IAA、吲哚乙腈、細(xì)胞激動素等。硝酸擔(dān)子菌(Piriformospora indica)就能刺激植物分泌生長素(如吲哚乙酸),從而促進植物生長[84]。很多學(xué)者認(rèn)為內(nèi)生真菌增強植物對環(huán)境脅迫的適應(yīng)性是通過影響植物代謝實現(xiàn)的。Ghaffari等[85]分析發(fā)現(xiàn)植物根部被印度梨形孢侵染后,植物耐鹽性得到了提高,并提出可能與糖代謝、氮代謝和乙烯合成途徑有關(guān)。有學(xué)者提出內(nèi)生真菌鐮刀菌可以通過抑制植物體內(nèi)的乙烯信號途徑從而提高植物生長活力[15,86]。另外,禾草內(nèi)生真菌能通過自身產(chǎn)生的次生代謝物保護植物,使其免受外界環(huán)境脅迫的危害[87-88]。有些內(nèi)生真菌也能通過活化硝酸還原酶、分泌鐵載體和磷酸酶等形式促進植物養(yǎng)分吸收,促進植物生長[15,89-93],還能通過分泌粘液物質(zhì)(多糖類),并在根表面形成菌膜來協(xié)助植物抗鹽[15]。

        3.6 誘導(dǎo)相關(guān)基因表達

        植物體已進化成能通過多種生理生化方式來響應(yīng)鹽脅迫,而這些方式的形成離不開相關(guān)基因的調(diào)節(jié)。一方面相關(guān)基因參與植物-微生物共生體系建立,苜蓿中MtDMI3基因[15,94]和禾草植物內(nèi)生真菌的Nox基因[15,95]參與植物-微生物共生體系的建立;日本百脈根(Lotus japonicus)質(zhì)體蛋白基因(CASTOR和POLLUX)和編碼核孔蛋白的基因NUP85[15,96-97]以及擬南芥 At5g16590 蛋白能協(xié)助真菌侵染植物根部[15,98];另一方面,植物內(nèi)生真菌可以通過與植物共生來誘導(dǎo)植物相關(guān)耐鹽基因表達來抵御鹽脅迫。惠非瓊等[99]在鹽脅迫下回接印度梨形孢于煙草發(fā)現(xiàn),印度梨形孢能誘導(dǎo)煙草中耐鹽相關(guān)基因DP8P1、PR-1a、PR2、PR3和PR5的大量表達,增強煙草耐鹽防御機制,提高其耐鹽性。李亮等[100]在鹽脅迫下用印度梨形孢侵染紫花苜蓿根部發(fā)現(xiàn),印度梨形孢可誘導(dǎo)脯氨酸合成酶基因P5CS表達進而增強紫花苜蓿的耐鹽性。鹽脅迫條件下,Ghaffari等[85]回接印度梨形孢于小麥,在小麥根部發(fā)現(xiàn)254個差異表達基因。

        研究報道,菌根植物耐鹽性與水孔蛋白的分子機理有關(guān),植物內(nèi)生真菌侵染植物后誘導(dǎo)了水孔蛋白基因的表達。Ouziad等[101]研究發(fā)現(xiàn),NaCl脅迫下叢枝菌根真菌定殖的番茄中的Na+/H+轉(zhuǎn)運蛋白和水通道蛋白基因表達。通過Northern分析和原位雜交發(fā)現(xiàn),鹽脅迫下用AMF定殖番茄根后兩種Na+/H+轉(zhuǎn)運蛋白基因(水孔蛋白基因LeTIP1和其他LePIP)表達上調(diào),液泡膜和質(zhì)膜水通道蛋白基因的轉(zhuǎn)錄水平升高。Aroca等[102]在鹽脅迫下回接叢枝真菌于菜豆和番茄,也發(fā)現(xiàn)了質(zhì)膜水通道基因表達量增加,LeTIP2表達量下降,質(zhì)膜水通道蛋白(PIP1)的增加。綜上所述,鹽脅迫下內(nèi)生真菌對不同植物的基因有不同的誘導(dǎo)功能和調(diào)控作用,而且不同植物內(nèi)生真菌提高植物耐鹽性的能力存在差異性,因此,挖掘促進植物耐鹽性的內(nèi)生真菌具有重要意義。

        4 總結(jié)與展望

        內(nèi)生真菌可以從穩(wěn)定植物營養(yǎng)元素吸收和保持離子平衡、提高植物滲透調(diào)節(jié)能力、保持植物光合作用和水分利用效率、增強植物抗氧化防御系統(tǒng)、產(chǎn)生次生代謝物或調(diào)節(jié)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等方面來保護宿主植物,減輕鹽害。內(nèi)生真菌極有可能成為減輕植物鹽堿脅迫一個有力工具,因此,專家預(yù)測內(nèi)生真菌生物技術(shù)與傳統(tǒng)的抗逆育種和轉(zhuǎn)基因抗逆育種在未來將并駕齊驅(qū)[15]。目前,內(nèi)生真菌被廣泛運用在增強菌根植物(尤其是禾本科植物)耐鹽性方面[103],內(nèi)生真菌提高非菌根植物耐鹽性的報道也越來越多。雖然如此,運用內(nèi)生真菌增強植物耐鹽性的研究還有許多方面需要深入探討。

        在植物內(nèi)生真菌分離方面:植物內(nèi)生真菌種類眾多,但可分離培養(yǎng)的只占總內(nèi)生真菌的極小部分,植物體內(nèi)還有許多不能分離但能顯著提高宿主植物耐鹽性的內(nèi)生真菌有待挖掘。需要篩選適宜的培養(yǎng)基,不斷更新優(yōu)化培養(yǎng)基成分和配比。還需要比較不同分離方式對植物內(nèi)生真菌多樣性的影響,并篩選出最適合分離內(nèi)生真菌的方法。另外,無論采用組織貼片或者研磨法進行植物內(nèi)生真菌分離時,將分離基數(shù)加大(每個處理的貼片至少50片),以減少內(nèi)生真菌分離的偶然性。除此之外,內(nèi)生真菌分布具有一定組織特異性,需要研究者分離內(nèi)生真菌時細(xì)化植物分離部位以獲得更多目標(biāo)內(nèi)生真菌。最后,目前報道大多都關(guān)注植物體內(nèi)生真菌優(yōu)勢種群研究,但一些起重要作用的非優(yōu)勢菌種或者與優(yōu)勢菌株共同起促生作用的非優(yōu)勢菌種也有待研究。

        在鹽脅迫下植物內(nèi)生真菌對宿主植物耐鹽性促進機制方面還有待進一步深化。首先,內(nèi)生真菌協(xié)助植物抵御極端環(huán)境的假說有三種:即適應(yīng)性生態(tài)位共生、共生態(tài)調(diào)節(jié)、共生體生活方式轉(zhuǎn)化,但這些假說都是通過觀察植物生長情況或者接種實驗來驗證,深層次的機理研究很少[15]。其次,植物內(nèi)生真菌協(xié)助宿主抵御脅迫的能力受到宿主種類、宿主基因型和環(huán)境等因素的影響,較為復(fù)雜[104-106]。再次,關(guān)于植物內(nèi)生真菌與宿主共生提高植物耐鹽性的研究多局限于菌根植物。因為菌根真菌侵染宿主后,能使植物產(chǎn)生抗逆性,而非菌根植物內(nèi)生真菌侵染后不穩(wěn)定,而且侵染率極低。最后,內(nèi)生真菌的發(fā)現(xiàn)及其次生代謝產(chǎn)物的產(chǎn)生,內(nèi)生真菌與宿主互作的耐鹽信號傳導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)與基因交互表達等都不清晰,應(yīng)該采用現(xiàn)代組學(xué)技術(shù)深入研究植物-內(nèi)生菌共生體響應(yīng)鹽脅迫的特異信號傳導(dǎo)和代謝途徑[107]??傊?,內(nèi)生真菌在促進植物抗鹽作用方面有著廣闊的前景,單靠目前研究還遠遠不夠。只有了解了內(nèi)生真菌和宿主植物共生機制,才能將植物內(nèi)生真菌減緩植物鹽害作用運用到環(huán)境治理和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。

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