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(dá)

Inga Gon?alves de Azevedo，F(xiàn)ábio Lopes Olivares，Alessandro Coutinho Ramo 等 著中國農(nóng)業(yè)科學(xué)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(duì)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(xué)方法來揭示其對(duì)植物營養(yǎng)和水分吸收的促進(jìn)機(jī)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(dòng)探針系統(tǒng)測(cè)量了根系H+通量，同時(shí)測(cè)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(yùn)蛋白的轉(zhuǎn)錄。接種激發(fā)了根系細(xì)胞H+流動(dòng)，從而改變了玉米根系細(xì)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(xué)電位。研究的同時(shí)發(fā)現(xiàn)，接種后根系水通道蛋白存在過度表達(dá)現(xiàn)象，但是硝酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因表達(dá)會(huì)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(shì)的變化。接種織片草螺菌同時(shí)使用腐植酸，根系細(xì)胞H+通量和表面酸化程度會(huì)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(duì)照處理。以上結(jié)果揭示了接種腐植酸和織片草螺菌對(duì)植物水分利用率和氮素利用效率的提高機(jī)理。

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