腐植酸結(jié)合接種織片草螺菌改變苗期玉米根系H+通量和基因表達

Inga Gon?alves de Azevedo，F(xiàn)ábio Lopes Olivares，Alessandro Coutinho Ramo 等 著中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所 景建元 譯

利用植物源生物刺激物質(zhì)來提高作物產(chǎn)量及抗逆性已經(jīng)越來越受歡迎。之前我們研究發(fā)現(xiàn)，腐植酸與植物生長促生菌結(jié)合使用對作物產(chǎn)量產(chǎn)生顯著影響。然而，很少有研究通過電生理學方法來揭示其對植物營養(yǎng)和水分吸收的促進機制，且通常局限于體外模型。本研究在玉米苗期，將從蚯蚓糞中分離出的腐植酸懸浮液與織片草螺菌（Herbaspirillum seropedicae）結(jié)合使用。通過離子選擇性振動探針系統(tǒng)測量了根系H+通量，同時測量了質(zhì)膜H+-ATP酶，水通道蛋白和高/低親和力硝酸鹽轉(zhuǎn)運蛋白的轉(zhuǎn)錄。接種激發(fā)了根系細胞H+流動，從而改變了玉米根系細胞的pH，并在生化和分子水平上，通過改變質(zhì)膜H+-ATP酶活性，改變了質(zhì)膜電化學電位。研究的同時發(fā)現(xiàn)，接種后根系水通道蛋白存在過度表達現(xiàn)象，但是硝酸鹽轉(zhuǎn)運蛋白基因表達會被接種物所抑制。本研究證明了接種織片草螺菌的玉米根系H+外排量增加，并伴隨著膜電勢的變化。接種織片草螺菌同時使用腐植酸，根系細胞H+通量和表面酸化程度會降低，水通道蛋白的轉(zhuǎn)錄水平卻沒有變化。然而，無論腐植酸是否使用，玉米接種織片草螺菌，根系H+通量均高于對照處理。以上結(jié)果揭示了接種腐植酸和織片草螺菌對植物水分利用率和氮素利用效率的提高機理。

譯自：Chemical and Biological Technologies in Agriculture，2019，6（1）：8