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菌根和根际细菌协同增强植物防御病原体

作者:Alejandro Pérez-de-Luque,Stefanie Tille,Irene John

植物根系地下之间的相互作用,菌根真菌与植物生长促生菌(PGPR)可以通过增强养分吸收及刺激植物免疫系统提高植物的健康。

具有不同其形成菌根能力的两类小麦品种接种了菌根真菌Rhizophagus irregularis和根际细菌菌株Pseudomonas putida KT2440.

相比于相容性低的品种,高菌根相容性的品种支持更高水平的根际定植。

菌根感染增强了这些水平。相反,相容性低的品种的根际细菌定植,通过丛枝菌根的形成而减少。

对于两个品种来说,单独接种R. irregularis或者P. putida,生长的影响会不同。

此外,在单独接种R. irregularis或者P. putida后,两个品种形成了系统性的壳聚糖诱导胼胝质,只有高菌根相容性的品种在同时同接种了两种微生物后,在胼胝质反应方面显示了协同增加。

我们的研究结果表明,根之间的多边互动,菌根真菌和PGPR可以对小麦生长和系统性启动产生协同效应。


要了解基本的机制,我们研究了菌根真菌(R. irregularis)和促进植物生长的根际细菌(P. putida kt2440)对免疫反应的联合作用,以及,两品种小麦品种,‘Mercato’ 和 ‘Avalon’ 在地上和地下形成菌根的不同能力。

无论是AMF,R. irregularis,和PGPR、P. putida KT2440,对小麦生长有积极的作用,但两种微生物对根和地上部分生物的影响不同。

分开来说,R. irregularis和P. putida一个很好的特点是促进生长,这通常归因于几个因素,例如AMF情况下,养分和水分的吸收最大化,

PGPR增加植物激素或营养的生产。

在P. putida缺乏的情况下,根据以前的报告,相对根来说,R. irregularis没有改变茎与跟的生长比率。

与R. irregularis相反,但与PGPR对根/茎比率的影响的研究一致,在 R. irregularis缺乏的情况下,利用P. putida的根移植会导致茎优先生长,这大概是因为根分枝的增加,更多的养分被跟吸收,植物激素产生反应。


根据我们的数据,并与以前的其他植物物种的研究一致,定植PGPR与AMF,可以为小麦提供适宜的生长条件。因此,植物能够向土壤微生物发出信号,以促进根际有益微生物群落结构。 金内酯诱导菌根菌丝分枝,加强了根定植。

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参考文献

The interactive effects of arbuscular mycorrhiza and plant growth-promoting rhizobacteria synergistically enhance host plant defences against pathogens


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