根际真菌提高甘草水分和磷利用率的生理机制研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31600320
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0303.生理生态学
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Water shortage and phosphorus deficiency are important factors in restricting plant growth. Rhizosphere microorganisms can dissolve phosphate and induce stomatal closure in order to decrease water loss. However, so far few studies have used rhizosphere microorganisms - soil - plant stomata relationships to improve stress resistance under both drought and low phosphorus stresses. This project will use yeast, Metarhizium anisopliae and licorice to observe the dose-effect relationship and temporal dynamics of stomatal closure induced by rhizosphere fungi; and explore their signal transduction mechanisms during stomatal closure regulated by root-sourced signals (e.g. ABA) induced by rhizosphere fungi and effectors; and use photosynthesis parameters, chlorophyll fluorescence parameters, effective constituents of licorice and yield to observe how rhizosphere fungi regulate water and nutrient physiological ecology, and improve both quality and yield of licorice by affecting stomatal movements and activating inorganic phosphorus under both drought and low phosphorus stresses. In this study, our researches will reveal the physiological and ecological mechanisms for improving water use efficiency (WUE) by rhizosphere fungi regulated stomatal behavior, and demonstrate that rhizosphere fungi can enhance WUE by improved availability of soil fertilizer, then improve drought resistance, which provide good understanding of microbe - soil - plant interactions, and it is important for developing water-saving agriculture and enhancing the level of Chinese herbal medicine industry.
水资源短缺和土壤磷匮乏是制约植物生长的重要因素。根际微生物可以溶解固态磷且能诱使气孔关闭从而减少植物水分散失。但在干旱和低磷双重胁迫下,利用根际微生物-土壤-植物气孔的关系提高植物抗逆性的研究相对滞后。本项目以酵母、金龟子绿僵菌和甘草为研究对象,观察根际真菌诱发气孔关闭的剂量效应和时间动态,探索根际真菌及其激发子类物质通过脱落酸(ABA)等根源信号诱导气孔关闭的信号转导机制;以光合作用、叶绿素荧光参数、药材有效成分和产量等为主要指标,揭示干旱低磷条件下,根际真菌如何通过影响气孔运动及活化无机磷调控甘草的水分和养分生理生态,提高甘草药材品质和产量。该研究旨在阐释根际真菌调控气孔行为以提高甘草水分利用效率的生理生态机制,论证根际微生物溶解固态磷“以肥调水”提高甘草抗旱性,为理解微生物-土壤-植物之间复杂的关系提供一定的理论基础,对发展高效节水农业和提升中药材产业水平有重要意义。

结项摘要

植物生长在复杂的自然环境中,与有益微生物,如根际促生菌等共存。为了缓解环境胁迫造成的压力,植物与共生有益微生物已经演化出一系列互利互惠的生存机制。本项目通过室内盆栽控制实验,探讨了酵母、金龟子绿僵菌对植物生理生态的影响。得到以下结论:(1)甘草转录组结果显示,干旱处理显著影响氧化还原酶活动、膜组成部分、蛋白激酶等相关过程和功能的基因表达。KEGG代谢通路富集分析发现富集的前3位代谢通路分别是转运蛋白、转录因子和蛋白激酶;(2)在正常条件下及干旱和低磷双重胁迫下,根际实施金龟子绿僵菌后能显著促进植物生长,提高株高、根长、生物量、叶面积、根体积等指标,叶绿素和N素含量明显升高,这说明根际促生菌有可能通过促进植物对营养元素的吸收,帮助植物抵御非生物胁迫;(3)药理学实验证明金龟子绿僵菌能通过Ca2+第二信使,NO信号,水通道蛋白和ROS爆发有效诱导气孔关闭;(4)酵母、金龟子绿僵菌均能影响植物光合作用参数,提高植物的水分利用效率,改善抗旱能力。本项目阐释了根际微生物提高甘草水分利用效率的生理生态机制,为农业生产的抗旱节水措施提供新思路。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
白僵菌诱导甘草气孔关闭的信号机制研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    陕西农业科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    高静;王楠;关思静;沈霞;胡本祥;颜永刚;张岗
  • 通讯作者:
    张岗
基于海藻糖的生物节水抗逆农业研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    干旱地区农业研究
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王楠;高静;张岁岐;王根轩
  • 通讯作者:
    王根轩

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其他文献

3种巯基化合物对冷藏条件下凡纳滨对虾的防黑变和保鲜效果
  • DOI:
    10.16768/j.issn.1004-874x.2018.01.016
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    广东农业科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘蒙娜;刘媛;马敏怡;刘书成;吉宏武;高静;郝记明;毛伟杰
  • 通讯作者:
    毛伟杰
Na2CO3的高压拉曼光谱研究
  • DOI:
    10.3964/j.issn.1000-0593(2021)07-2087-05
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    光谱学与光谱分析
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐超文;高静;李营;秦霏;刘红;易丽;崔月菊;孙凤霞;房雷鸣
  • 通讯作者:
    房雷鸣
hVDAC1蛋白在大肠杆菌中的表达纯化及其结构功能的初步表征
  • DOI:
    10.13232/j.cnki.jnju.2016.04.005
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    南京大学学报(自然科学)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吕万胜;朱伶俐;吴先登;王泽南;郭文洁;高静;华子春;郑伟娟
  • 通讯作者:
    郑伟娟
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    化工新型材料
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  • 作者:
    高静;徐殿斗;马玲玲;陈扬;刘全生
  • 通讯作者:
    刘全生
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    光学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    臧琦;邓雪;刘杰;曹群;焦东东;高静;许冠军;董瑞芳;刘涛;张首刚
  • 通讯作者:
    张首刚

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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