菌根菌丝网络介导的番茄植株间机械损伤信号的传递

利用丛枝菌根真菌摩西管柄囊霉(Funneliformis mosseae, Fm)在供体与受体番茄根系间建立菌根菌丝网络(common mycorrhizal networks, CMNs),研究机械损伤供体植株叶片诱导产生的防御信号可否通过CMNs传递给受体植株,诱导受体植株产生防御反应.结果表明,机械损伤处理预先接种Fm的供体植株后,与供体有CMNs连接的受体植株叶片中苯丙氨酸解氨酶(PAL)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO)活性以及受体植株叶片和根系苯丙氨酸解氨酶基因(PAL)和β-1,3-葡聚糖基因(PR2)转录水平显著高于无菌根菌丝网络连接、菌根菌丝网络连接被阻断以及有菌根菌丝网络连接但供体植物叶片未机械损伤的对照处理,其叶片中,4种酶最高活性是无CMNs连接对照处理B的162.1%、69.1%、230.6%和54.6%,而叶片和根系中2个基因最高转录水平分别是无CMNs连接对照处理B的3.9、17.3和7.2、9.0倍.可见,机械损伤诱导供体番茄叶片产生的防御信号可以通过CMNs传递到邻近健康受体番茄植株,诱导其产生防御反应.

丛枝菌根菌丝网络介导的番茄植株根系间抗虫系统性信号的传递

利用丛枝菌根真菌摩西管柄囊霉(Funneliformis mosseae,Fm)在供体与受体番茄根系间建立菌根菌丝网络,研究供体植株叶片被斜纹夜蛾取食诱导产生的抗虫系统防御信号可否通过菌根菌丝网络传递到受体根系,诱导受体植株根系产生防御反应.q-PCR分析表明,预先接种菌根菌Fm的供体植株被斜纹夜蛾取食后,其根系中丙二烯氧化物环化酶基因(AOC)、脂氧合酶基因(LOXD)、蛋白酶抑制剂Ⅰ和Ⅱ基因(PI-Ⅰ和PI-Ⅱ)转录水平显著高于仅被害虫取食和仅接种Fm的处理,以及既未接种Fm又未被害虫取食的对照.同时,与供体有菌根菌丝网络连接的受体植株根系中AOC、LOXD、PI-Ⅰ和PI-Ⅱ转录水平显著高于无菌根菌丝网络连接、菌根菌丝网络连接被阻断,以及有菌根菌丝网络连接但供体植物叶片未被害虫取食的处理,这4个基因最高转录水平分别为无菌丝网络连接对照受体植物的19.5、11.7、9.0、19.0倍.可见,斜纹夜蛾为害叶片可产生系统性防御信号,诱导供体根系产生抗虫防御反应,并且通过菌根菌丝网络将防御信号传递到邻近健康受体番茄根系.