我国科学家揭开木霉菌 协同植物生长素转运秘密


据新华社南京7月23日电(记者 陈圣炜牟书瑶)记者23日从南京农业大学获悉,该校沈其荣院士团队经过多年探索,首次揭示有益真菌木霉如何借用植物自身的生长素运输系统,从而促进植物生长发育的分子机制,为微生物肥料提质、作物绿色增产开辟全新应用路径。相关成果23日发表于国际学术期刊《细胞》。

木霉是农业生产中广泛应用的有益真菌,能促进根系发育、改善植物营养并增强植物抗逆境能力,但其促生“秘密”长期未被完全破解。团队以哈茨木霉为研究对象,发现其分泌的膨胀蛋白ThSWO能够穿过植物细胞壁,到达质膜区域,并精准“锚定”一个此前功能未明晰的生长素转运蛋白——AtABCB5。

这就好比真菌为植物生长按下了“加速键”,沈其荣介绍,团队通过异源细胞、植物原生质体转运等一系列实验证实,AtABCB5是ThSWO发挥促生作用的一个关键宿主靶标,能够介导IAA(吲哚乙酸)外排,进而诱导一系列生长素相关细胞反应和根系发育变化。

值得关注的还有该成果的农业应用潜力。团队在水稻转基因材料和多种作物蛋白施用试验中开展验证,均带来显著增产:水稻异源表达ThSWO株系籽粒产量提升41.3%,使用ThSWO蛋白灌根、喷施后,玉米、小麦、青菜、萝卜产量分别提升7.9%、6.7%、13.5%、35.2%。

业内专家认为,该成果不仅夯实生物有机肥、微生物菌剂开发的分子理论基础,也为作物根系改良、高产育种提供全新基因靶点,助力我国农业绿色可持续发展与粮食安全保障。