许卫锋团队揭示适度调控灌溉促进水稻根鞘建成的机理学术资讯

2021年10月7日，福建农林大学许卫锋团队在The ISME Journal (IF = 10.302)上发表了题为Coordination of root auxin with the fungus Piriformospora indica and bacterium Bacillus cereus enhances rice rhizosheath formation under soil drying的研究论文，剖析了适度调控灌溉下内生真菌印度梨形孢促进水稻根鞘建成的机理，研究结果对作物高效利用水分具有重要的参考价值。

适度调控灌溉是一种很有前景的农业节水技术，可以减少灌溉用水并增加作物根系生长与根鞘建成，从而促进作物节水抗旱及稳产增产。

根鞘是一种形成于植物根部，由根际土壤颗粒与根系分泌的粘液和根际微生物分泌的粘液及根毛间相互胶结、缠绕形成的适应性结构，能起到保水、隔热、提高养分利用率等作用，对植物耐干旱尤为重要（图1）。

禾本科植物形成根鞘是一种普遍现象，根毛、微生物及根表黏液是植物根鞘建成的三大主要因素。

许卫锋团队前期研究表明，根系生长素响应参与了适度调控灌溉下水稻根鞘建成的过程。

印度梨形孢（Piriformospora indica）是一种内生真菌，可以通过分泌生长素等激素提高寄生植物对逆境胁迫的抵抗能力。

图1 植物根鞘示意图许卫锋团队长期研究发现：1、适度调控灌溉下，印度梨形孢显著促进水稻根鞘建成；2、适度调控灌溉下，印度梨形孢提高水稻根系生长素相关基因表达；3、印度梨形孢显著提高根鞘及根内芽孢杆菌丰度（图2）；4、印度梨形孢可以与根内促生菌蜡样芽胞杆菌（Bacillus cereus）相互作用；5、与对照相比，接种印度梨形孢及菌蜡样芽胞杆菌后，水稻根系生长素外排ospin2突变体根鞘没有变化，但野生型及OsPIN2回补水稻根鞘显著提高。

图2 适度调控灌溉下内生真菌印度梨形孢提高根鞘及根内芽孢杆菌丰度基于以上结果，该研究得出以下结论：一方面，在适度调控灌溉下，印度梨形孢可以通过自身分泌生长素，促进水稻根系与根毛生长，提高水稻根鞘建成；另一方面，印度梨形孢可以与根鞘及根内的蜡样芽胞杆菌（Bacillus cereus）相互作用，通过调控生长素通路来提高水稻根鞘建成（图3）。

图3 适度调控灌溉下内生真菌印度梨形孢促进水稻根鞘建成的机理福建农林大学许飞云博士、廖汉鹏副教授为本论文共同第一作者，许卫锋教授为论文通讯作者。

个巨大改进。