ISME | 福建农林许卫锋团队揭示内生真菌与土壤微生物群落在水稻根鞘形成中的协同作用!

水稻（Oryza sativa L.）是全球近一半人口的主要主食作物。水稻种植需要大量的水投。例如，要生产1 kg大米，田间需要1000-1500L的灌溉水。气候变化增加了极端天气事件的发生频率，例如降雨量减少。因此，为了确保快速增长的人口的粮食安全，确定有益的灌溉管理技术以提高作物用水效率非常重要。适度土壤干燥（MSD）灌溉是减少水输入和保持或增加作物产量的一种很有前景的方法。

2021年10月7日，国际权威学术期刊The ISME Journal发表了福建农林大学许卫锋教授团队的最新相关研究成果，题为Coordination of root auxin with the fungus Piriformospora indica and bacterium Bacillus cereus enhances rice rhizosheath formation under soil drying的研究论文。

适度土壤干燥 (MSD) 是一种很有前途的农业技术，可以减少水消耗并增强根鞘形成，从而促进植物的抗旱性。具有高生长素产量的内生真菌印度梨形孢（P. indica）可能有利于根鞘的形成。然而，P. indica与原生土壤微生物群落在根鞘形成中的综合作用尚不清楚。本研究使用高通量测序和水稻突变体研究了籼稻和天然细菌在MSD下对水稻根鞘形成的作用。在MSD下，接种P. indica的水稻根鞘形成显着增加了约30%。水稻根和籼稻中的生长素是MSD下根鞘形成的原因。在MSD下接种P. indica的水稻根鞘和根内丰富了植物生长促进根际细菌的芽孢杆菌属。此外，P. indica接种进一步增加了具有高生长素产量的蜡状芽孢杆菌（B. cereus）的丰度。接种P. indica和B. cereus后，野生型或生长素输出载体OsPIN2互补系水稻的根鞘形成率高于ospin2突变体。总之，研究结果表明，内生真菌P. indica与土著土壤细菌B. cereus的相互作用有利于通过MSD下水稻和微生物中的生长素调节形成水稻根鞘。这一发现揭示了籼稻和土著微生物群落在适度土壤干燥下水稻根鞘形成中的协同作用，这对于改善农业用水很重要。

图 1：与单独MSD处理相比，在MSD条件下，接种P. indica的水稻根鞘形成增加

图 2：在MSD下接种P. indica的水稻根系的生长素响应对于根鞘形成很重要

图 3：芽孢杆菌科含有许多促进植物生长的根际细菌，可能与接种P. indica的MSD条件下的水稻根鞘形成有关

图4：B. cereus的相对丰度受到根鞘或根内P. indica的促进，这种蜡状芽孢杆菌可以产生高浓度的生长素

图 5：在MSD条件下，通过将生长素输出载体OsPIN2基因引入非灭菌土壤或灭菌土壤中，共接种P.indica和B.cereus改善水稻根鞘形成

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