棉花生物学国家重点实验室

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实验室揭示棉菌共生提高棉花耐盐性的分子机制

作者:棉花生物学国家重点实验室办公室 日期:2021/10/26 16:38:14 访问量:

  实验室叶武威研究员团队开展了棉花与真菌共生对棉花耐盐性影响的相关研究,发现棉花可与大丽轮枝菌建立共生关系并形成共生体进一步提高棉花耐盐性,为棉花耐盐机制的研究提供了新思路。相关研究结果以“A novel raffinose biological pathway is observed by symbionts of cotton≡Verticillium dahlia to improve salt tolerance genetically on cotton”为题发表在农林科学1区Top期刊《Journal of agronomy and crop science》(IF=3.473)上。
  在生物进化过程中,植物和部分真菌逐渐建立了共生关系,有利于植物提高对逆境的适应性。随着土壤盐渍化面积的不断扩大,增加棉花种植面积,筛选、鉴定抗逆材料,培育适应盐碱地的抗逆种质材料势在必行。该研究发现棉花可与大丽轮枝菌建立共生关系形成共生体Cotton≡VD。盐胁迫处理下,与对照相比,共生体植株体内抗氧化酶含量增加,植株光合速率提高,耐盐性提高。转录组测序结果分析表明,盐胁迫下共生体植株半乳糖代谢通路被激活,肌醇半乳糖苷合成酶GolS和棉子糖合成酶RFS基因上调表达,植株体内棉子糖含量升高,棉花的耐盐性提高。病毒诱导的基因沉默(VIGS)实验沉默GhRFS基因后,植株的棉子糖含量及耐盐性均降低,进一步说明共生体通过提高植株体内棉子糖含量提高棉花耐盐性,这为棉花与菌共生提高棉花抗逆性的研究提供了新视角,为培育抗盐碱作物提供了新的技术途径,对促进黄河三角洲及新疆盐碱地利用具有重要意义。
  中棉所博士研究生崔瑞峰为论文第一作者,叶武威研究员为论文的通讯作者。该研究得到了“十三五”国家重点研发计划(2018YFD0100401)项目的资助。
  原文链接:https://doi.org/10.1111/jac.12556
NaCl胁迫下共生体Cotton≡VD的形成及提高棉花耐盐性的分子机制