魏吉平 李成霞 牟佳美 柯善文

摘要：為了探究水稻半矮稈突變體中內(nèi)生真菌種類與分布及內(nèi)生真菌對(duì)水稻植株抗倒伏性的影響，以水稻中花11及其矮化突變體pex1為研究對(duì)象，對(duì)植株根、莖、葉等組織植物內(nèi)生真菌進(jìn)行分離，運(yùn)用形態(tài)學(xué)觀察和rDNA-ITS區(qū)序列分析法，對(duì)內(nèi)生真菌進(jìn)行鑒定與分類；在此基礎(chǔ)上，采用內(nèi)生真菌侵染接種的方法，使內(nèi)生真菌定殖于中花11植株體內(nèi)，并對(duì)植株莖稈特性與強(qiáng)度、株高及抗倒伏指數(shù)等指標(biāo)進(jìn)行分析。結(jié)果表明，共鑒定出15種內(nèi)生真菌，隸屬5綱、6目、8科、8屬。從突變體pex1植株的根、莖、葉中都可以分離得到疣孢青霉（Penicillium verruculosum），但在中花11各組織器官中并未分離得到；用疣孢青霉對(duì)中花11進(jìn)行侵染處理后發(fā)現(xiàn)，處理組水稻植株莖稈抗折力明顯增強(qiáng)，株高降低，莖稈節(jié)間壁厚增加，莖稈木質(zhì)素含量及合成相關(guān)基因的表達(dá)水平明顯上升，倒伏指數(shù)下降，說(shuō)明疣孢青霉可提高水稻植株抗倒伏性，但其具體作用機(jī)理尚不清楚。本研究初步探索了內(nèi)生真菌影響水稻抗倒伏性的生理機(jī)制，并為水稻及其他作物的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培與育種提供重要的理論基礎(chǔ)與微生物資源。

關(guān)鍵詞：水稻；內(nèi)生真菌；疣孢青霉；倒伏；木質(zhì)素

中圖分類號(hào)：S511.01；S182??? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1002-1302（2024）03-0090-07

水稻（Oryza sativa L.）是我國(guó)乃至全世界重要的糧食作物，水稻的安全生產(chǎn)直接影響著糧食安全［1］。我國(guó)水稻種植源遠(yuǎn)流長(zhǎng)，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占有重要的地位，增加水稻單產(chǎn)成為提高糧食總產(chǎn)量的有效措施，但不斷追求水稻高產(chǎn)帶來(lái)了一定的弊端，其中一個(gè)就是倒伏［2-3］。在水稻大田栽培過(guò)程中，倒伏是制約水稻生產(chǎn)的重要因素之一，直接影響產(chǎn)量與品質(zhì)，并增加收獲成本，因此，提高水稻抗倒伏能力非常迫切［4］。在水稻育種中，由于水稻矮稈基因與半矮稈基因的導(dǎo)入，使得多數(shù)水稻品種株高發(fā)生了大幅度的降低，從而提高了水稻抗倒伏性，但也限制了產(chǎn)量的提升［5］。

植物內(nèi)生真菌是指生活史的部分階段或全部階段在植物組織器官內(nèi)，對(duì)宿主植物不會(huì)造成明顯病害癥狀的一類真菌，在長(zhǎng)期的協(xié)同進(jìn)化過(guò)程中，它們與宿主植物形成一種互惠共生的關(guān)系，其生長(zhǎng)活動(dòng)能夠顯著影響宿主植物的生長(zhǎng)發(fā)育和系統(tǒng)進(jìn)化［6-7］。植物內(nèi)生真菌在宿主植物體中發(fā)揮多種生物學(xué)作用，影響各器官組織的生長(zhǎng)發(fā)育，在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域有很大發(fā)展?jié)摿Γ?］。內(nèi)生真菌可通過(guò)影響宿主植物細(xì)胞相關(guān)基因的表達(dá)水平來(lái)改變一些生理酶活性，調(diào)控宿主體的生理代謝或信號(hào)傳導(dǎo)途徑，提高宿主體激素、維生素與氨基酸等的含量，促進(jìn)宿主植物的生長(zhǎng)發(fā)育，主要表現(xiàn)在以下2個(gè)方面：（1）能夠產(chǎn)生水解酶、還原酶、激酶及其他代謝物，提高植物體對(duì)N、P、K、Na、Mg 等營(yíng)養(yǎng)元素的吸收、同化和運(yùn)輸能力，促進(jìn)光合作用、呼吸作用、蛋白質(zhì)合成、糖代謝等生理活動(dòng)；（2）合成或促進(jìn)植物體合成多種生理活性物質(zhì)，如赤霉素、細(xì)胞分裂素、生長(zhǎng)素與脫落酸等植物生長(zhǎng)激素，調(diào)節(jié)激素信號(hào)，促進(jìn)宿主植物種子萌發(fā)、幼苗生長(zhǎng)和生物量積累［9-10］。植物內(nèi)生真菌是一類新型的微生物資源，具有多種生物學(xué)功能，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用中具有很大的潛在應(yīng)用價(jià)值［11］。從抗倒伏能力強(qiáng)的水稻中分離篩選有益內(nèi)生真菌，并研究?jī)?nèi)生真菌調(diào)控水稻抗倒伏能力的作用機(jī)制，進(jìn)一步豐富水稻抗倒伏調(diào)控方式的探索，可為選育抗倒伏新品種提供理論依據(jù)，并有望應(yīng)用于水稻及其他作物抗倒伏栽培與品種選育。

目前在農(nóng)業(yè)上多使用農(nóng)藥、化肥及轉(zhuǎn)基因等手段來(lái)提高農(nóng)作物產(chǎn)量，但隨之也帶來(lái)了嚴(yán)重的環(huán)境安全、食品安全與社會(huì)安全等一系列問(wèn)題。相比化學(xué)防治、農(nóng)藥防治與轉(zhuǎn)基因等生物技術(shù)，發(fā)展植物內(nèi)生真菌用于優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)作物的生產(chǎn)有著無(wú)可替代的優(yōu)點(diǎn)：無(wú)污染、不會(huì)產(chǎn)生抗藥性、有利于人畜安全及環(huán)境保護(hù)、兼防兼治等，符合發(fā)展有機(jī)農(nóng)業(yè)的要求。因此，發(fā)掘利用水稻內(nèi)生真菌資源，揭示植物內(nèi)生真菌的生物學(xué)功能作用機(jī)制，對(duì)水稻高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)有非常重要的意義。筆者所在項(xiàng)目組從粳稻中花11的后代中篩選得到1個(gè)抗倒伏能力強(qiáng)的突變體pex1，相對(duì)于中花11，該突變體由于OsPEX1基因突變導(dǎo)致植株矮化、莖稈木質(zhì)素含量高等，從而表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗倒伏能力［12］。對(duì)其進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，pex1突變體有較為豐富的內(nèi)生真菌，對(duì)pex1突變體內(nèi)生真菌進(jìn)行分離與篩選，初步探索內(nèi)生真菌對(duì)植株抗倒伏性的影響機(jī)制，將有助于進(jìn)一步理解水稻抗倒伏性的調(diào)控機(jī)制，并為水稻及其他作物的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培與育種提供重要的理論基礎(chǔ)與生物資源。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 水稻種子與內(nèi)生真菌

水稻品種中花11及其突變體pex1，由華南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物分子育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室提供，分離的內(nèi)生真菌菌株保存于河西學(xué)院甘肅省應(yīng)用真菌工程實(shí)驗(yàn)室。

1.1.2 培養(yǎng)基及試劑

內(nèi)生真菌生長(zhǎng)培養(yǎng)基為馬鈴薯葡萄糖瓊脂（PDA）培養(yǎng)基，水稻幼苗生長(zhǎng)培養(yǎng)基為1/2MS培養(yǎng)基，配制的培養(yǎng)基經(jīng)121 ℃滅菌 30 min，冷卻至 55～60 ℃后，加入120 μg/mL鏈霉素與150 μg/mL青霉素抑制細(xì)菌生長(zhǎng)，充分混勻后倒入平板或培養(yǎng)瓶。試驗(yàn)所用試劑購(gòu)自生工生物工程（上海）股份有限公司。

1.1.3 再定殖水稻幼苗準(zhǔn)備

挑選無(wú)霉變、成熟健康種子，經(jīng)75%乙醇溶液處理5 min后，用無(wú)菌水沖洗干凈，再用1%次氯酸鈉溶液處理10 min，經(jīng)無(wú)菌水沖洗干凈后，30 ℃黑暗條件下浸于無(wú)菌水中催芽2 d，挑選露白的種子于1/2MS培養(yǎng)基中培養(yǎng)。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 內(nèi)生真菌的分離純化

在無(wú)菌環(huán)境下，分別對(duì)中花11及其突變體pex1植株根、莖、葉片等部位進(jìn)行取樣，剪成約1 cm長(zhǎng)小段，分別用75%乙醇和1%次氯酸鈉進(jìn)行表面消毒，經(jīng)無(wú)菌水沖洗干凈后接種于含青霉素和鏈霉素的培養(yǎng)基上，26 ℃條件下培養(yǎng)7 d。根據(jù)菌絲形態(tài)、顏色及生長(zhǎng)速度等差異，挑取切口處新長(zhǎng)出的菌絲進(jìn)行培養(yǎng)，觀察菌落形態(tài)是否單一，再次進(jìn)行純化培養(yǎng)，直至每個(gè)培養(yǎng)基上菌絲體能夠單獨(dú)形成菌落。

1.2.2 內(nèi)生真菌的鑒定

菌落形態(tài)學(xué)鑒定：挑取純化后無(wú)污染的單菌落接種至PDA平板培養(yǎng)基中央部位，25 ℃條件下培養(yǎng)10 d，待形成單菌落后，觀察菌落形態(tài)與顏色，通過(guò)顯微鏡觀察孢子及菌絲結(jié)構(gòu)。

分子生物學(xué)鑒定：收集分離得到的內(nèi)生真菌純菌株菌絲體，采用改良的十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）法提取內(nèi)生真菌基因組DNA［13］。利用rDNA-ITS 序列測(cè)序分析對(duì)真菌進(jìn)行分子鑒定，PCR擴(kuò)增引物為通用引物ITS1（5′-TCCGTAGGTGAACCTGCGC-3′）和ITS4（5′-TCCTCCGCTTATTGATATGC-3′）［14］。PCR擴(kuò)增反應(yīng)體系為20 μL，含有2 μL DNA模板、10 μL 2×PCR Master、ITS1和ITS4引物各1 μL、6 μL ddH2O；PCR反應(yīng)程序：94 ℃ 5 min；94 ℃ 30 s，55 ℃ 30 s，72 ℃ 45 s，35個(gè)循環(huán)；72 ℃ 10 min。PCR產(chǎn)物經(jīng)純化回收后送至生工生物工程（上海）股份有限公司進(jìn)行測(cè)序，將測(cè)序結(jié)果提交至NCBI（National Center for Biotechnology Information）的GenBank數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行BLAST比對(duì)分析。

1.2.3 內(nèi)生真菌接種與定殖檢測(cè)

將消毒后的中花11種子接種于裝有1/2MS培養(yǎng)基的培養(yǎng)瓶中，待種子生根發(fā)芽后，將幼苗移至裝有Hoagland營(yíng)養(yǎng)液的塑料桶中，加入50 mL培養(yǎng)好的內(nèi)生真菌菌液，再放進(jìn)人工氣候培養(yǎng)箱培養(yǎng)3～5 d，重復(fù)3次，以不含真菌的PDA液體培養(yǎng)基處理為對(duì)照。將用真菌侵染20 d的水稻植株根部用自來(lái)水沖洗干凈，用“1.2.1”“1.2.2”節(jié)中的方法檢測(cè)內(nèi)生真菌定殖情況。

1.2.4 莖稈特性和強(qiáng)度測(cè)定

在水稻灌漿第20天，隨機(jī)選取10株主莖莖稈，對(duì)其基部第3、4節(jié)間進(jìn)行徒手切片，計(jì)算大維管束數(shù)量，并用ImageJ圖像處理軟件測(cè)量機(jī)械組織厚度與大維管束面積。莖稈抗折力、木質(zhì)素染色與含量測(cè)定、基因表達(dá)分析等參照Ke等的方法［12］。

1.2.5 倒伏指數(shù)計(jì)算

倒伏指數(shù)（lodging index，LI）=SL×FW/M。式中：SL為基部節(jié)間折斷部位至穗頂?shù)木嚯x，cm；FW為基部節(jié)間折斷部位至穗頂?shù)孽r質(zhì)量，g；M為基部節(jié)間折斷時(shí)的彎矩，g·cm，M=F×L/4，其中F為使基部莖稈折斷時(shí)所施加的力，g；L為2個(gè)支點(diǎn)間的距離，cm［15］。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Office Excel對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、分析與作圖，利用SPSS 20.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 內(nèi)生真菌的分離與鑒定

在水稻抽穗后20 d，分別以中花11及其突變體pex1為材料，對(duì)植株根、莖、葉組織內(nèi)生真菌進(jìn)行分離與純化，共獲得64株純化菌株，其中28株分離自中花11，36株分離自pex1。對(duì)獲得的內(nèi)生真菌進(jìn)行形態(tài)學(xué)和分子生物學(xué)鑒定，結(jié)果表明，所有分離出的內(nèi)生真菌共有15種，隸屬于5綱、6目、8科、8屬（表1）。分析結(jié)果表明，疣孢青霉（Penicillium verruculosum）僅存在于pex1植株的根、莖、葉中，未能在中花11中分離得到，而其他內(nèi)生真菌在中花11和pex1中都有分布，疣孢青霉是在中花11和pex1之間唯一存在種類差異的內(nèi)生真菌。由內(nèi)生真菌分離與鑒定結(jié)果推斷，pex1與中花11的表型差異可能不僅與OsPEX1基因突變有關(guān)，還可能與其所含內(nèi)生真菌種類與數(shù)量的不同有關(guān)。

2.2 內(nèi)生真菌對(duì)水稻抗倒伏性的影響

由于水稻植株抗倒伏能力與莖稈抗折力及株高等因素有關(guān)［16］。為了驗(yàn)證分離鑒定出的內(nèi)生真菌是否能夠提高水稻植株抗倒伏能力，分別用得到的15種內(nèi)生真菌菌液處理中花11，挑選內(nèi)生真菌與中花11穩(wěn)定共生的植株，在抽穗后20 d測(cè)定莖稈抗折力及植株株高。結(jié)果表明，相對(duì)于對(duì)照組（CK），疣孢青霉侵染處理過(guò)的水稻植株莖稈抗折力極顯著提高，而其他內(nèi)生真菌處理組水稻莖稈抗折力則無(wú)顯著變化或顯著、極顯著降低（圖1-A）。此外，由圖1-B可知，用不同內(nèi)生真菌侵染中花11后，疣孢青霉侵染處理的株高極顯著低于對(duì)照組，而其他內(nèi)生真菌侵染處理后的株高則無(wú)顯著變化或極顯著增加。以上結(jié)果表明，疣孢青霉可通過(guò)增加莖稈抗折力及降低株高而影響植株抗倒伏能力。

2.3 疣孢青霉影響水稻抗倒伏性

2.3.1 疣孢青霉增加莖稈基部節(jié)間壁厚

為了進(jìn)一步探究與驗(yàn)證疣孢青霉對(duì)水稻植株抗倒伏性的影響，筆者在不同的年份，對(duì)比分析了疣孢青霉處理組（Pv+）與對(duì)照組（CK）莖稈基部節(jié)間壁厚的差異。由表2可見(jiàn)，經(jīng)疣孢青霉處理后，中花11莖稈基部節(jié)間壁厚都極顯著大于對(duì)照組，總體來(lái)說(shuō)，第1節(jié)間壁厚、第2節(jié)間壁厚及基部5 cm處壁厚在3年間的均值分別增加了18.88%、22.40%和14.36%?？梢?jiàn)，疣孢青霉可通過(guò)增加水稻莖稈節(jié)間壁厚來(lái)提升其抗倒伏性。

2.3.2 疣孢青霉影響植株株高

通過(guò)株型觀察與分析發(fā)現(xiàn)，疣孢青霉處理中花11可降低幼苗及成熟植株株高，相對(duì)于對(duì)照組，水培10 d幼苗植株株高降低了13.89%（圖2-A），成熟植株株高則降低了28.42%（圖1-B、圖2-B）。

2.3.3 疣孢青霉影響莖稈木質(zhì)素合成

為了進(jìn)一步探索疣孢青霉影響水稻抗倒伏性的作用機(jī)制，筆者通過(guò)木質(zhì)素染色和含量測(cè)定的方法分析了疣孢青霉侵染處理后中花11植株莖稈木質(zhì)素含量的變化。由圖3可知，相對(duì)于對(duì)照組，疣孢青霉菌處理組莖稈木質(zhì)素含量增加了70.39%。在灌漿期前10 d分別對(duì)處理組和對(duì)照組莖稈第2節(jié)間進(jìn)行取樣，分析木質(zhì)素合成相關(guān)基因的相對(duì)表達(dá)水平，結(jié)果顯示，疣孢青霉處理組莖稈木質(zhì)素合成相關(guān)基因的相對(duì)表達(dá)水平極顯著上升（圖3-C）。可見(jiàn)，疣孢青霉菌可通過(guò)影響莖稈木質(zhì)素代謝途徑來(lái)影響莖稈木質(zhì)素含量，從而改變莖稈物質(zhì)結(jié)構(gòu)組成，進(jìn)而影響水稻植株的抗倒伏性。

2.3.4 疣孢青霉降低植株倒伏指數(shù)

倒伏指數(shù)是衡量水稻抗倒伏性的直接指標(biāo)［17］。為了綜合評(píng)估疣孢青霉對(duì)水稻植株倒伏指數(shù)的影響，以中花11為試驗(yàn)材料，在不同年份測(cè)定疣孢青霉菌處理組與對(duì)照組植株的倒伏指數(shù)。試驗(yàn)結(jié)果表明，與對(duì)照組相比，疣孢青霉處理組植株的倒伏指數(shù)在2020—2022年里分別降低了40.43%、35.71%、43.18%（圖4），進(jìn)一步說(shuō)明疣孢青霉可在一定程度上提高水稻抗倒伏性。

3 討論與結(jié)論

內(nèi)生真菌普遍存在于植物體內(nèi)，特別是在禾本科植物中最為常見(jiàn)，這些內(nèi)生真菌的部分成員能夠促進(jìn)宿主植物生長(zhǎng)，對(duì)宿主的各項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)都有著積極的影響［18-19］。鐮刀菌（Fusarium culmorum）定殖于沿海沙丘草（Leymus mollis）體內(nèi)并與之形成共生關(guān)系后，能夠提高宿主植物對(duì)高鹽脅迫的忍耐性［20］。馬敏芝等對(duì)黑麥草內(nèi)生真菌的研究表明，內(nèi)生真菌處理可增加葉片相對(duì)含水量、葉綠素含量及可溶性糖含量，促進(jìn)光合作用與蒸騰速率［21］。將白僵菌定殖于玉米植株中，可明顯促進(jìn)玉米生長(zhǎng)發(fā)育，增加株高與根長(zhǎng)，促進(jìn)植株生長(zhǎng)速率的提高，增加生物量的積累［22］。此外，還有研究表明，內(nèi)生真菌對(duì)水稻的生長(zhǎng)發(fā)育也有著明顯的促進(jìn)作用。史央等用從大戟科植物中篩選出的內(nèi)生真菌B3菌株處理水稻后發(fā)現(xiàn)，B3菌株不僅可明顯提高水稻植株分蘗能力，還可增加葉片葉綠素含量［23］。從鹽生堿蓬（Suaeda glauca）中分離出的圍小叢殼菌（Glomerella cingulata）處理水稻幼苗后，可明顯促進(jìn)其生長(zhǎng)，增加水稻幼苗干質(zhì)量與株高，同時(shí)提高植株的總?cè)~綠素含量［24］。從化感水稻中分離出的塔賓曲霉（Aspergillus? tubingensis）和黏紅酵母菌（Rhodotorula glutinis）發(fā)酵液對(duì)水稻幼苗生長(zhǎng)有明顯的促生作用，可顯著提高水稻幼苗的株高、根長(zhǎng)及POD、PAL活性［14］。本研究對(duì)水稻中花11及其矮化突變體pex1植株根、莖、葉的內(nèi)生真菌進(jìn)行分離、純化與鑒定后發(fā)現(xiàn)，從突變體pex1植株根、莖、葉中都可以分離得到疣孢青霉菌，而在中花11各器官組織中并未分離得到。有研究表明，疣孢青霉可影響宿主生理代謝活動(dòng)，牛莉娜等發(fā)現(xiàn)從紅樹(shù)林土壤中分離出的疣孢青霉菌株WC1024有較強(qiáng)的免疫增強(qiáng)效果［25］。賀兆偉等利用從煙葉中分離得到的產(chǎn)果膠酶疣孢青霉菌株TS63-9發(fā)酵產(chǎn)生的酶液處理煙葉，可改善煙絲感官質(zhì)量［26］。從瑞香狼毒中分離得到的疣孢青霉菌YL-52發(fā)酵液粗提物具有抑菌廣譜性，可抑制多種細(xì)菌與植物病原真菌［27］。在本研究中，用疣孢青霉侵染處理中花11后發(fā)現(xiàn)，疣孢青霉可極顯著增強(qiáng)中花11莖稈抗折力，降低植株株高，增加莖稈節(jié)間壁厚，并增加莖稈木質(zhì)素含量，提升莖稈中木質(zhì)素合成相關(guān)基因的表達(dá)，說(shuō)明疣孢青霉可影響水稻植株生長(zhǎng)與發(fā)育。

水稻發(fā)生倒伏主要是由于植株下部的莖稈不足以承受植株上部的質(zhì)量，主要和株型性狀、栽培管理措施、莖稈物理特性、莖稈化學(xué)成分及氣候條件等因素有關(guān)［28-30］。其中，影響水稻植株倒伏的主要性狀之一就是株高，植株高度與水稻抗倒伏性呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，因此，可通過(guò)降低株高的途徑來(lái)有效提升水稻的抗倒伏能力［31］。此外，水稻莖稈形態(tài)也是決定植株抗倒伏性的關(guān)鍵因素，其莖基厚度與莖稈強(qiáng)度呈正相關(guān)關(guān)系，基部節(jié)間厚壁組織越發(fā)達(dá)、壁厚越大的植株，莖稈抗折力也越大，植株抗倒伏能力也越強(qiáng)［32-33］。水稻莖稈主要由木質(zhì)素、纖維素、半纖維素及其他糖類等物質(zhì)成分構(gòu)成，其中，木質(zhì)素是次生細(xì)胞壁的重要組成成分，可影響植株的機(jī)械強(qiáng)度，基部莖稈節(jié)間木質(zhì)素含量與植株抗倒伏性呈正相關(guān)關(guān)系［34］。倒伏指數(shù)由株高、莖稈抗折力、鮮質(zhì)量等指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算，可綜合評(píng)價(jià)水稻莖稈的抗倒伏能力，廣泛應(yīng)用于作物抗倒伏研究中，倒伏指數(shù)越低，植株抗倒伏能力越強(qiáng)［16］。在本研究中，水稻中花11 經(jīng)疣孢青霉菌侵染處理后，植株莖稈抗折力、株高、基部節(jié)間壁厚、木質(zhì)素含量等都發(fā)生了極顯著變化，使得其倒伏指數(shù)極顯著降低；本研究還發(fā)現(xiàn)，影響水稻木質(zhì)素合成的OsCAD2、OsCAD7、OsSWN7等重要相關(guān)基因［35-36］，在疣孢青霉處理組中的表達(dá)水平都表現(xiàn)為極顯著上調(diào)，說(shuō)明疣孢青霉可通過(guò)調(diào)控基因表達(dá)而影響相關(guān)農(nóng)藝性狀，增強(qiáng)水稻植株的抗倒伏能力，但其具體調(diào)控機(jī)理與分子機(jī)制還不清楚，有待進(jìn)一步研究。

本研究對(duì)水稻中花11及其矮化突變體pex1根、莖、葉內(nèi)生真菌進(jìn)行了分離，利用菌落形態(tài)學(xué)鑒定和分子生物學(xué)鑒定的方法共鑒定出15種內(nèi)生真菌，這些真菌隸屬于5綱、6目、8科、8屬。所分離的內(nèi)生真菌在中花11和pex1之間存在種類差異性，其中，疣孢青霉只在pex1各組織中分離得到。對(duì)從pex1中分離的疣孢青霉進(jìn)行了初步功能研究，發(fā)現(xiàn)其不僅能夠有效降低水稻植株株高，還可影響莖稈性狀及基因表達(dá)，從而提升植株抗倒伏能力，表明疣孢青霉具有作為新型植物益生菌新資源的開(kāi)發(fā)潛力，并對(duì)水稻的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)具有重要的意義。

參考文獻(xiàn)：

［1］朱瑞君. 廣東省農(nóng)科院水稻育種與推廣研究［D］. 廣州：華南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2020：14-18.

［2］陳書(shū)強(qiáng)，趙海新，楊麗敏，等. 寒地水稻高產(chǎn)抗倒伏調(diào)控技術(shù)的初步研究［J］. 華北農(nóng)學(xué)報(bào)，2013，28（6）：159-165.

［3］萇興超，黃永蘭，唐秀英，等. Gn1a基因靶向敲除對(duì)粳稻產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響［J］. 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2023，45（1）：10-16.

［4］劉立軍，王康君，葛立立，等. 旱種水稻基部節(jié)間性狀與倒伏的關(guān)系及其生理機(jī)制［J］. 作物學(xué)報(bào)，2012，38（5）：848-856.

［5］楊德衛(wèi)，曾美娟，盧禮斌，等. 一個(gè)水稻矮稈突變體的遺傳分析及基因定位［J］. 植物學(xué)報(bào)，201 6（6）：617-624.

［6］Zhu J T，Wang Z M，Song L X，et al. Anti-alzheimers natural products derived from plant endophytic fungi［J］. Molecules，2023，28（5）：2259.

［7］Cao J，Liu B Y，Xu X N，et al. Plant endophytic fungus extract ZNC improved potato immunity，yield，and quality［J］. Frontiers in Plant Science，2021，12：707256.

［8］王志偉，紀(jì)燕玲，陳永敢.植物內(nèi)生菌研究及其科學(xué)意義［J］. 微生物學(xué)通報(bào)，2015，42（2）：349-363.

［9］Gimenez C，Cabrera R，Reina M，et al. Fungal endophytes and their role in plant protection［J］. Current Organic Chemistry，2007，11（8）：707-720.

［10］Khan A L，Hussain J，Al-Harrasi A，et al. Endophytic fungi：resource for gibberellins and crop abiotic stress resistance［J］. Critical Reviews in Biotechnology，2015，35（1）：62-74.

［11］楊春平，陳華保，吳文君，等. 植物內(nèi)生真菌次生代謝產(chǎn)物的多樣性及潛在應(yīng)用價(jià)值［J］. 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2005，14（2）：126-132.

［12］Ke S W，Luan X，Liang J Y，et al.? Rice OsPEX1，an extensin-like protein，affects lignin biosynthesis and plant growth［J］. Plant Molecular Biology，2019，100（1）：151-161.

［13］吳發(fā)紅，黃東益，黃小龍，等. 幾種真菌DNA提取方法的比較［J］. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2009，25（8）：62-64.

［14］陳頤輝，張寬朝，滕 斌，等. 化感水稻內(nèi)生真菌的分離鑒定及其發(fā)酵產(chǎn)物的生物學(xué)效應(yīng)研究［J］. 熱帶作物學(xué)報(bào)，202 2（12）：3598-3604.

［15］程慧煌，易振波，曾勇軍，等. 超級(jí)雜交稻抗倒伏能力及其對(duì)施肥量的響應(yīng)［J］. 核農(nóng)學(xué)報(bào)，2018，32（8）：1603-1610.

［16］韓雷鋒，周 燃，周 濤，等. 水稻抗倒伏和產(chǎn)量性狀的相關(guān)性分析及QTLs定位［J］. 生物學(xué)雜志，2023，40（2）：65-70.

［17］李 杰，張洪程，龔金龍，等. 不同種植方式對(duì)超級(jí)稻植株抗倒伏能力的影響［J］. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，201 4（11）：2234-2243.

［18］隋 麗，萬(wàn)婷玉，路 楊，等. 內(nèi)生真菌對(duì)植物促生、抗逆作用研究進(jìn)展［J］. 中國(guó)生物防治學(xué)報(bào)，2021，37（6）：1325-1331.

［19］袁志林，戴傳超，史 央，等. 內(nèi)生真菌B3促進(jìn)水稻生長(zhǎng)的機(jī)理研究［J］. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2004，32（2）：10-13.

［20］Rodriguez R J，Henson J，van Volkenburgh E，et al. Stress tolerance in plants via habitat-adapted symbiosis［J］. The ISME Journal，2008，2（4）：404-416.

［21］馬敏芝，南志標(biāo).內(nèi)生真菌對(duì)感染銹病黑麥草生長(zhǎng)和生理的影響［J］. 草業(yè)學(xué)報(bào)，2011，20（6）：150-156.

［22］Sui L，Zhu H，Xu W J，et al. Elevated air temperature shifts the interactions between plants and endophytic fungal entomopathogens in an agroecosystem［J］. Fungal Ecology，2020，47：100940.

［23］史 央，戴傳超，吳耀春，等. 植物內(nèi)生真菌強(qiáng)化還田秸桿降解的研究［J］. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2004，24（1）：144-149.

［24］趙 穎，于 飛，郭明敏，等. 堿蓬內(nèi)生真菌JP3的分離、鑒定及促生作用研究［J］. 沈陽(yáng)師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2015，33（1）：116-120.

［25］牛莉娜，林英姿，裴 華，等. 具有免疫增強(qiáng)活性紅樹(shù)林真菌的分離及菌株WC1024的鑒定［J］. 現(xiàn)代預(yù)防醫(yī)學(xué)，2012，39（16）：4217-4220.

［26］賀兆偉，奚家勤，李玉娥，等. 產(chǎn)果膠酶疣孢青霉菌株TS63-9發(fā)酵條件優(yōu)化及其在煙草中的應(yīng)用［J］. 湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，56（4）：686-690，696.

［27］楊利珍，周 樂(lè)，徐 虹，等. 一株青霉菌的分離鑒定及抑菌活性成分研究［J］. 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2009，18（4）：98-102.

［28］張笑寒. CRISPR/Cas9定點(diǎn)編輯OsGA20ox2基因降低水稻株高研究［D］. 貴陽(yáng)：貴州大學(xué)，2016：5-9.

［29］歐陽(yáng)慧，楊賢莉，王立志，等. 水稻抗倒伏性評(píng)價(jià)方法及機(jī)理的研究現(xiàn)狀與展望［J］. 中國(guó)稻米，2023，29（2）：12-17.

［30］張家智，王啟增，王文玉，等. 不同耕作模式下穴苗數(shù)對(duì)水稻抗倒伏能力的影響［J］. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2022，50（24）：79-85.

［31］肖應(yīng)輝，羅麗華，閆曉燕，等. 水稻品種倒伏指數(shù)QTL分析［J］. 作物學(xué)報(bào)，2005，31（3）：348-354.

［32］Zhang B C，Zhou Y H.Rice brittleness mutants：a way to open the ‘black box of monocot cell wall biosynthesis［J］. Journal of Integrative Plant Biology，2011，53（2）：136-142.

［33］袁新捷，劉 瀟，陳國(guó)興. 水稻核心種質(zhì)資源莖稈抗倒伏性研究［J］. 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，202 0（1）：147-153.

［34］趙小紅，白羿雄，姚有華，等. 禾谷類作物莖稈特性與莖倒伏關(guān)系的研究［J］. 植物生理學(xué)報(bào)，2021，57（2）：257-264.

［35］Huang P，Yoshida H，Yano K，et al. OsIDD2，a zinc finger and INDETERMINATE DOMAIN protein，regulates secondary cell wall formation［J］. Journal of Integrative Plant Biology，2018，60（2）：130-143.

［36］Zhong R Q，Lee C H，McCarthy R L，et al. Transcriptional activation of secondary wall biosynthesis by rice and maize NAC and MYB transcription factors［J］. Plant and Cell Physiology，2011，52（10）：1856-1871.