《植物生理学报》 2019, 55(4): 530-538

美味牛肝菌-毛白杨根系水培互作体系的构建以及抗逆相关基因对信号因 子的响应

谢宪, 梁军^*, 倪杨, 胡瑞瑞, 张星耀

中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所国家林业局森林保护学重点实验室, 北京100091

通信作者：梁；E-mail: liangjun@caf.ac.cn

摘　要：

本研究以毛白杨(Populus tomentosa)和外生菌根(ectomycorrhizae, ECM)真菌——美味牛肝菌(Boletus edulis)为试验材料, 设计两种模拟ECM早期共生阶段进行信号分泌、传导与识别的水培互作试验体系, 分析其对候选共生相关基因表达的影响。在信号传导模拟体系中, 根系4种基因(SOD、 POD、 PAL和APX)的表达呈缓慢上升趋势, 与真菌侵染模拟体系中的表达趋势一致, 说明该体系下的ECM真菌能够分泌水溶性信号因子, 有效地诱导寄主共生相关基因上调表达, 初步验证了信号传导模拟体系对研究ECM早期信号事件的可行性和有效性。在信号传导模拟体系的基础上, 分析菌-根共生信号液以及毛白杨根系分泌物、真菌分泌物的水溶液对根系SOD、POD和CIPK2基因转录水平的影响。结果表明, 信号液对CIPK2基因表达上调的诱导最为迅速, 呈“双高峰”的形式保持基因表达的上调趋势; SOD基因的转录水平于12 h时呈现单峰; 而POD基因的表达量在整个互作期间均处于上调状态, 并且上调幅度大。通过对比分析推测, 在菌-根互作体系中, 双方通过信号因子的交流而感知彼此的存在后, 分泌并传递水溶性共生信号, 寄主感知真菌源共生信号后启动自身免疫机制, 提高防御基因的表达。

关键词：毛白杨; 外生菌根; 美味牛肝菌; 菌-根水培互作体系; 信号因子

收稿：2018-08-22   修定：2019-02-26

资助：国家重点研发计划课题(2018YFC1200402)和国家自然科学基金面上项目(31270682)