中度干旱胁迫下内生真菌印度梨形孢对旱稻根系细胞膜H^(+)-ATPase的影响

【目的】研究中度干旱胁迫下,内生真菌印度梨形孢(Piriformospora indica)对旱稻根系细胞膜H^(+)-ATPase的影响,解析印度梨形孢提高旱稻耐旱性的分子生理机制。【方法】将无菌旱稻幼苗及带有GFP标签的印度梨形孢菌饼(P. indica-GFP)接种于备好的PNM培养基中,于26℃/22℃、14 h/10 h (光/暗)培养两周,采用激光共聚焦显微镜观察水稻根部定殖的印度梨形孢菌。采用盆栽试验方法,分别种植定殖与未定殖印度梨形孢的旱稻(Oraza sativa,中旱3)幼苗,保持土壤中度干旱胁迫,培养幼苗2周后,取根系样品,测定根系细胞膜H^(+)-ATPase及生长情况,生长素IAA含量,以及H^(+)-ATPase相关基因的表达。【结果】通过旱稻根系转录组分析,发现相比于未接种印度梨形孢的旱稻,接种印度梨形孢旱稻根系生长素相关基因表达显著上调。同时,接种印度梨形孢旱稻根系生长素含量、H^(+)分泌、细胞膜H^(+)-ATPase活性及根毛长度显著高于未接种印度梨形孢旱稻。中度干旱胁迫下,与未接种印度梨形孢旱稻相比,接种印度梨形孢旱稻根系细胞膜H^(+)-ATPase相关基因表达显著上调。此外,中度干旱胁迫下,接种印度梨形孢旱稻地上部干重、根系干重、总根长及根毛长度都显著高于未接种印度梨形孢旱稻。【结论】在中度干旱胁迫下,印度梨形孢通过提高旱稻根系生长素含量,调控根系细胞膜H^(+)-ATPase活性,进而促进根毛发育。