【Science評論】只需加一種菌，番茄不僅抗鹽脅迫還提高65%產量！

原創： 潛心者 iPlants 昨天

2019年10月，Scientia Horticulturae雜志在線發表了來自沙特阿拉伯阿卜杜拉國王科技大學的Heribert Hirt課題組題為“Piriformospora indica alters Na+/K+ homeostasis, antioxidant enzymes and LeNHX1 expression of greenhouse tomato grown under salt stress”的研究論文。該研究發現在土壤中加入根部內生真菌印度梨形孢(Piriformospora indica)能夠促進番茄的生長量,并提高作物的產量，同時還能誘導番茄產生對鹽脅迫的抗性。

此外，介于該研究的意義，Science雜志在線發表了評論文章“Salty soil is no problem for these tomatoes, thanks to some microbial helpers”。該文章評論稱向土壤中添加真菌可能是應對鹽堿化的低成本方法。

印度梨形孢(Piriformospora indica)是生物營養型的互生根內共生菌，可以通過樹膠培養。據報道可定殖在包括單子葉植物和雙子葉植物的多種植物上，為植物提供多方面的功能，并有助于植物克服生物和非生物脅迫。如，之前研究表明印度梨形孢增強了擬南芥的抗性，并減輕了病原性真菌尖孢鐮刀菌和黃萎病菌以及大黃萎病菌的感染的嚴重性。此外，據報道印度梨形孢通過改變抗氧化酶水平，誘導ROS清除系統和調節被定植植物的K+/Na+比例來保護植物免受鹽脅迫的侵害。另外，在番茄中，印度梨形孢定植比未接種的根部增加了光合色素含量，及脯氨酸和甘氨酸甜菜堿的積累。同時，印度梨形孢定植的水稻和小麥表現出更好的光合色素含量和植物生長性能。然而，印度梨形孢誘導植物耐鹽脅迫的確切機制仍不清楚。

在該研究中研究了印度梨形孢對在無土栽培中暴露于200mMNaCl達1個月的番茄的影響。之后測定了番茄葉片的生長性能，抗氧化酶和LeNHX1-4基因的表達、芽和根系大小，分支，鮮重和干重以及對番茄果實的產量和品質的影響等農藝參數的影響。結果表明，印度梨形孢的根部定植改善了鹽脅迫植物的根分枝，鮮重和干重。同樣，在鹽脅迫下，印度梨形孢的定植增加了番茄葉片中葉綠素b，生長素，過氧化氫酶和超氧化物歧化酶的水平。同時，與非定殖植物相比，印度梨形孢降低了脫落酸和脯氨酸水平的增加。更重要的是定植的植物的芽和根中的Na+/K+比低于非定植的植物，這可能是由于在鹽水灌溉條件下在定植的植物的葉和根中觀察到了較高的K+濃度。同時，在鹽脅迫下，定植的植物葉片中LeNHX1水平增加，這可能解釋了印度梨形孢誘導植物抗鹽的機制。

此外，與未經處理的植物相比，在普通灌溉和鹽水灌溉下，印度梨形孢定植的植物分別可提高果實產量22％和65％。因此，該研究表明印度梨形孢菌在正常和鹽脅迫條件下均能提高番茄的生長和產量，并為在沙漠農業中利用海水灌溉的應用打開了機會之窗。