近日,，資源環(huán)境學(xué)院根系生物學(xué)研究中心,、亞熱帶農(nóng)業(yè)生物資源保護(hù)與利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室王秀榮課題組在Plant, Cell & Environment發(fā)表了題為“Arbuscular mycorrhizal fungi promote nodulation and N2 fixation in soybean by specific root exudates”的研究論文，發(fā)現(xiàn)AM真菌通過(guò)誘導(dǎo)根系分泌特定的類黃酮和酚酸化合物促進(jìn)大豆結(jié)瘤固氮,。

　　豆科植物與叢枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi）,、根瘤菌（rhizobia）的三重共生體系是農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵互作網(wǎng)絡(luò)。AM真菌通過(guò)根外菌絲協(xié)助宿主植物吸收磷，根瘤菌則通過(guò)共生固氮為植物提供氮源。已有研究表明,，AM真菌侵染可以促進(jìn)豆科植物結(jié)瘤固氮（Wang et al., 2021），然而其潛在機(jī)制尚未闡明,。

　　研究發(fā)現(xiàn),，接種AM真菌的大豆根系分泌物中含有較高的類黃酮和酚酸類化合物，其能顯著促進(jìn)大豆結(jié)瘤,。并且,，收集的菌根分泌物及其含有的類黃酮和酚酸類化合物能有效地促進(jìn)根瘤菌的生長(zhǎng)、趨化性和生物膜形成,，外源添加人工組配的這些類黃酮和酚酸類化合物顯著增強(qiáng)了大豆的結(jié)瘤固氮以及關(guān)鍵結(jié)瘤基因的表達(dá),。轉(zhuǎn)錄組測(cè)序發(fā)現(xiàn)，接種AM真菌的根系中苯丙烷代謝通路顯著富集,，編碼該通路中起點(diǎn)酶和限速酶的關(guān)鍵基因GmPAL2.4顯著上調(diào),。過(guò)量表達(dá)GmPAL2.4顯著上調(diào)了與這些類黃酮和酚酸類化合物生物合成有關(guān)的基因的表達(dá)，從而增強(qiáng)了大豆結(jié)瘤固氮,。該研究為通過(guò)應(yīng)用特定的合成化合物提高豆科作物共生固氮效率提供了重要途徑。

　　在讀博士生李媛媛和畢業(yè)碩士生逯路文為該論文的共同第一作者,，王秀榮教授為通訊作者,，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院劉向東教授、根系生物學(xué)研究中心田江研究員,，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院張瑞福教授,，福建農(nóng)林大學(xué)根系生物學(xué)研究中心廖紅教授，澳大利亞西澳大學(xué)Hans Lambers教授參與了研究工作,。該研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃重點(diǎn)專項(xiàng)（2021YFF1000500）和國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（32472824）的資助,。

　　相關(guān)論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pce.15529

文圖/資源環(huán)境學(xué)院