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编号:55357
丛枝菌根真菌AMF提高植物抗逆性的组学技术研究进展
http://www.100md.com 2022年11月10日 2022年第10期
测序,1转录组学在AMF提高植物抗逆性领域的应用,2蛋白质组学在AMF提高植物抗逆性领域的应用,3代谢组学在AMF提高植物抗逆性领域的应用,4总结与展望
     胡海玲,马钰雯,耿赫阳,陈晓璇,石聪聪,王英男,王竞红,蔺吉祥

    (东北林业大学园林学院, 黑龙江哈尔滨 150040)

    非生物胁迫是农业生产力下降的主要限制因素之一。根据2007年世界粮农组织的报告,全球只有约3.5%的土地没有受到任何环境制约的影响[1]。干旱、极端温度、重金属和土壤盐碱化等非生物胁迫都会限制植物的生长和最终生产力,植物也会通过在生理生化、分子细胞水平发生适应性变化来适应不利的生存环境。在全球范围内,由各种非生物胁迫引起的农业损失导致了作物生产力的大幅度下降[2]。因此,非生物胁迫已经成为制约植物生长发育、影响产量和质量的关键因素。

    为了适应外界不断变化的自然环境,植物在长期自然选择和进化过程中形成了一套完整的抗逆体系。其中,植物与丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)的共生就是一种十分有效的策略。AMF是陆地生态系统中分布最为广泛的一类真菌,可以和80%以上的陆生植物建立互利共生体,提高植物对养分的吸收、转运和利用能力以及自身的耐逆性[3]。由于AMF属于专性活体营养的植物共生真菌,所以需要消耗植物光合产物来为其菌丝生长和孢子发育提供能量,以完成其生活史[4]。此外,AMF发达的根外菌丝可以深入到植物根系无法到达的土壤颗粒缝隙,并通过其扩展的菌丝网络来改善宿主植物对水分和矿物质养分的吸收[5],提高植物对非生物胁迫的抗性[6]。目前,关于AMF如何提高宿主植物适应外界逆境的深入机制还不太明确。作为一种绿色、健康、经济、高效提高植物抗逆性的新策略,AMF在保护环境及发展可持续农业方面的潜力不可忽视[3]。

    之前对植物-微生物互作领域的研究清晰地表明,微生物共生在很大程度上直接影响植物对逆境胁迫的反应[7]。如AMF可以利用一系列生化和生理机制协同作用,为寄主植物提供更强的耐盐性[1]、耐旱性[8]等。为了深入研究植物表型或功能发生变化的机理,需要从诸多的生物大分子中筛选出相关联的或发挥重要作用的基因、蛋白质和代谢物等,这些生理和分子水平的变化就涉及到组学(omics)技术的应用。组学技术包括基因组学(genomics)、转录组学(transcriptomics)、蛋白质组学(proteomics)、代谢组学(metabolomics)、表型组学(phenomics)、微生物组学(microbiomics)等。组学技术可以揭示生命活动的规律,促进对复杂生物体的整体认识。得益于日趋发展的测序技术,以高通量、大规模、高灵敏度为特点的数据分析统计方法和组学技术的联合开始大量应用于植物胁迫应答的综合分析[9] ......

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