福建农林大学菌草与生态学院许卫锋教授团队在植物学领域知名期刊《植物生理》（PlantPhysiology）发表文章

2024年12月25日，福建农林大学菌草与生态学院许卫锋教授团队在植物学领域知名期刊《Plant Physiology》（植物生理）发表了题为“Bacillus amyloliquefaciens promotes cluster root formation of white lupin under low phosphorus by mediating auxin levels”（解淀粉芽孢杆菌通过介导生长素水平促进低磷胁迫下白羽扇豆排根建成）的研究论文。

论文封面

　　磷是植物必需的元素之一，磷缺乏会严重阻碍植物的生长发育。白羽扇豆（Lupinus albus L.）是耐低磷研究的模式作物。在低磷胁迫下，白羽扇豆通过产生排根（cluster root，CR）来高效活化与吸收土壤难利用磷，且排根的建成受内源激素信号和外界环境因素的协同调控。研究表明，解淀粉芽孢杆菌SQR9是一种典型植物根鞘促生菌，能促进植物侧根生长和养分吸收。但是SQR9能否影响白羽扇豆排根建成以及其内在机制尚不清楚。

　　该研究首先通过荧光标记发现解淀粉芽孢杆菌SQR9能定殖在白羽扇豆根中，接种后能显著增强排根的建成。药理学分析表明，生长素可能参与SQR9诱导的白羽扇豆排根建成。随后利用野生型SQR9及其生长素合成缺陷突变体ysnE进行接种实验，发现SQR9通过分泌生长素促进排根建成。此外，结合转录组和qRT-PCR分析发现，白羽扇豆生长素合成基因LaYUC4和生长素转运基因LaPIN2可能参与SQR9诱导的白羽扇豆排根建成。进一步，使用病毒诱导的基因沉默（VIGS）技术下调LaYUC4和LaPIN2基因表达后，白羽扇豆排根建成受到显著抑制。同时，通过微生物回接实验，证明了植物源生长素和细菌源生长素共同由LaPIN2转运，进而促进白羽扇豆排根建成。综上所述，该研究揭示了解淀粉芽孢杆菌SQR9通过生长素途径调控白羽扇豆排根建成的机制，为磷高效利用农作物培育提供新的思路。

图1解淀粉芽孢杆菌SQR9调控白羽扇豆排根建成的机制

　　福建农林大学菌草与生态学院为本研究第一完成单位，福建农林大学菌草与生态学院2020级博士研究生杨金勇为论文第一作者。福建农林大学菌草与生态学院许卫锋教授、许飞云副教授、香港浸会大学张建华教授和安利（中国）植物研发中心董刚强研究员为该论文的共同通讯作者。团队成员刘建平副教授、张仟副教授和李胜兰博士也参与了该工作。感谢南京农业大学张瑞福教授惠赠了菌株（解淀粉芽孢杆菌SQR9、绿色荧光标记菌株SQR9-GFP和ysnE突变菌株）。该研究工作得到了国家科技重大项目子课题（2023ZD040720206、2023ZD040720203）、国家自然科学基金（32472825、42307419）、安利（中国）植物研发中心（BZ20230013Z）等项目的资助。

　　原文链接：https://doi.org/10.1093/plphys/kiae676

标签：植物  淀粉  芽孢