印度梨形孢誘導(dǎo)水稻促生、抗逆、抗病作用及其機(jī)理的初步研究.pdf

1、印度梨形孢（Piriformospora indica）是分離自印度塔爾沙漠的根部內(nèi)生真菌，它具有廣泛的寄主范圍，能夠?qū)闹髦参锉憩F(xiàn)出多種有益作用，如促進(jìn)生長，誘導(dǎo)系統(tǒng)抗病性，提高對鹽脅迫的耐性等。
　　水稻是全球近一半人口的主要糧食作物，在生產(chǎn)過程中會受到各種生物和非生物逆境的脅迫，限制了水稻單產(chǎn)的進(jìn)一步提高。在生產(chǎn)中，人們主要通過施用化肥、農(nóng)藥等措施來促進(jìn)水稻生長，降低病蟲害的危害，從而提高水稻的產(chǎn)量。但過度使用化肥和農(nóng)藥會造

2、成土壤板結(jié)、污染環(huán)境、增加殘留等問題。通過綠色環(huán)保的生物途徑促進(jìn)水稻生長，使水稻適應(yīng)環(huán)境的變化，提高產(chǎn)量和稻米品質(zhì)，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，是近年來國內(nèi)外研究人員共同努力的方向。本文主要對印度梨形孢誘導(dǎo)水稻促生、抗逆、抗病作用及其機(jī)理進(jìn)行了初步研究，主要研究結(jié)果如下:
　　1.建立了印度梨形孢與水稻的共培養(yǎng)模式。
　　將印度梨形孢5塊菌絲塊和苗齡為4d的水稻植株6株同時置于MS和PNM培養(yǎng)基上，發(fā)現(xiàn)在PNM培養(yǎng)上印度梨形孢能

3、夠在較短的時間與水稻根系充分接觸，并表現(xiàn)出明顯的促生作用，共培養(yǎng)14d后，在水稻根表皮的胞間與胞內(nèi)觀察到印度梨形孢的厚垣孢子。
　　2.印度梨形孢能夠促進(jìn)水稻地上部的生長，提高水稻產(chǎn)量。
　　將印度梨形孢與稻苗共培養(yǎng)后，水稻植株的高度、地上部干重和鮮重、硝酸還原酶活性以及根系活力顯著高于對照;接種印度梨形孢后第3、4周，葉片葉綠素含量分別增加19.77％和17.89％。與對照相比，印度梨形孢定殖的水稻植株分蘗數(shù)增加10.0％

4、-20.0％，抽穗期提前4-6天，每穗總粒數(shù)和實粒數(shù)均增加20％以上。RT-PCR分析結(jié)果表明，印度梨形孢定殖的水稻植株其葉片中生長素相關(guān)調(diào)控基因OsIAA13和YUCCA的表達(dá)量分別增加49.5％和30.4％;負(fù)調(diào)控水稻生長的NRR基因表達(dá)量下降41.9％。
　　3.印度梨形孢提高了水稻對鎘脅迫的耐性，顯著降低水稻地上部對鎘的積累。
　　印度梨形孢可以促進(jìn)鎘脅迫下水稻幼苗的生長。具體表現(xiàn)為增加生物量的積累，提高水稻植株的株

5、高和根長。低濃度(3mg/L和10mg/L)鎘脅迫下，接種印度梨形孢的水稻植株（處理組）和對照植株在12d內(nèi)均未表現(xiàn)出鎘中毒癥狀;在25mg/L和50mg/L鎘脅迫下，處理組水稻植株分別在第12d和第10d出現(xiàn)鎘毒害癥狀，分別比對照推遲2d和3d。通過對葉綠素含量和丙二醛含量的測定發(fā)現(xiàn)，印度梨形孢能提高鎘脅迫下水稻葉片的葉綠素含量，降低丙二醛含量，從而緩解鎘對水稻的毒害，提高水稻對鎘脅迫的耐性。Cd含量的測定結(jié)果表明，印度梨形孢能顯著降

6、低水稻地上部的Cd含量。根部定殖印度梨形孢的品種“岳優(yōu)9113”，其苗期地下部Cd含量是對照的9.84倍，地上部Cd含量降低了38.4％;在分蘗期和灌漿期其根部的Cd含量均比對照增加了24.1％，地上部不同組織的Cd含量比對照降低33.5％-48.0％。根部定殖印度梨形孢的品種“錢優(yōu)2號”，在分蘗期不同組織的Cd含量比對照降低45.5％-73.6％;在灌漿期，根、葉、糙米中的Cd含量分別降低了15.8％、25.9％和53.6％。RT-P

7、CR分析結(jié)果表明，印度梨形孢可以誘導(dǎo)水稻根部介導(dǎo)液泡區(qū)室化作用的鎘專一性蛋白基因OsHMA3表達(dá)上調(diào)，輸出型轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因OsHMA2表達(dá)下調(diào)，從而減少了水稻體內(nèi)鎘向地上部的遷移。
　　4.印度梨形孢可以增強(qiáng)水稻對鹽脅迫的耐性。
　　鹽脅迫實驗結(jié)果表明，印度梨形孢能夠促進(jìn)鹽脅迫下水稻幼苗的生長，增強(qiáng)水稻對鹽脅迫的耐性。在含100mM/L NaCl的PNM培養(yǎng)基上培養(yǎng)7d后，接種印度梨形孢的水稻幼苗其株高和根長分別比對照提高18

8、.6％和27.7％,鮮重和干重分別增加35.3％和16.9％。用200mM/LNaCl溶液澆灌盆栽水稻苗，第14d、21d時，接種印度梨形孢的水稻受到鹽脅迫傷害的程度均輕于對照;一個月后，對照組的近半數(shù)水稻苗已經(jīng)整株枯死，處理組水稻植株的枯死率比對照降低了20％。
　　5.誘導(dǎo)水稻對紋枯病、細(xì)菌性條斑病和白葉枯病的抗性。
　　將茄絲核菌、稻黃單胞菌條斑變種和稻黃單胞菌白葉枯變種分別接于與印度梨形孢共培養(yǎng)兩周后的水稻幼苗上，結(jié)

9、果表明印度梨形孢能增強(qiáng)水稻對紋枯病、細(xì)菌性條斑病和白葉枯病的抗性。在接茄絲核菌后第2d，對照水稻植株出現(xiàn)褐色病斑;第5d，病斑已將莖稈覆蓋，第7d，對照組的葉片上出現(xiàn)大面積的云紋狀病斑;處理組于第4d出現(xiàn)褐色病斑，第7d病斑僅限于莖稈。在針刺接種水稻細(xì)條病菌后第6d，對照組出現(xiàn)水漬狀病斑，處理組的病斑僅限于接種孔;第15d，處理組的病斑長度顯著短于對照，是對照組病斑長度的一半。接水稻白葉枯病菌后，第3d，對照組的接種部位出現(xiàn)枯黃現(xiàn)象，處