枸杞内生嗜线虫镰孢菌NQ8GⅡ4对植物诱导抗病性及机制研究

植物内生真菌一方面可以Canagliflozin作用直接抑制病原菌生长,另一方面可作为生物因子诱导植物防御反应提高植物抗病性,但其作用机制尚不明确。本研究以分离自健康枸杞根部的内生嗜线虫镰孢菌Fusarium nematophilum NQ8GⅡ4为生防菌株,通过激光共聚焦和生物学测定,明确该菌株在寄主和非寄主植物上的定殖促生能力;通过皿内对峙、盆栽试验、组织化学染色、防御酶活性和转录组分析,明确NQ8GⅡ4菌株诱导寄主枸杞对枸杞根腐病菌的抗性机制,并在非寄主番茄上进行验证。研究结果如下:①NQ8GⅡ4能定殖于枸杞、番茄和小麦的根部,且在寄主植物枸杞根部定殖率最高(93.9%);该菌株具有产赤霉素、解磷、产铁载体、蛋白酶和纤维素酶的能力,能显著促进枸杞生长。②预先接种NQ8GⅡ4菌株能有效抑制枸杞根腐病菌(F.solani)菌丝的生长,抑制率可达70.07%;NQ8GⅡ4菌株对枸杞根腐病的盆栽防效可达76.38%;与单接病原菌组(P)相比,接种NQ8GⅡ4菌株(E+P)枸杞各农艺指标提高了10.81%~80.42%;接种NQ8GⅡ4能提高枸杞POD、SOD、CAT和PAL活性,降低MDA含量;NQ8GⅡ4菌株能增强枸杞清除活性氧的能力,降低膜脂过氧化和细胞死亡程度;RNA-Seq分析表明NQ8GⅡ4激活了枸杞的防御反应,包括细胞内Ca~(2+)内流,ROS爆发,MAPK途径激活,细胞壁木质素沉积,并产生抗菌次生代谢产物,SA、ET、IAA、CK、BR和ABA信号途径介导枸杞的防御反应。③预先接种NQ8GⅡ4菌株对番茄枯萎病菌丝生长的抑制率达63.00%;该菌株对番茄枯萎病的盆栽防效高达76.85%;接种NQ8GⅡ4菌株能够提高番茄POD、SOD、CAT等防御酶活性;NQ8GⅡ4能清除番茄中过量的活性氧,降低膜脂IDN-6556过氧化和细胞死亡的程度;NQ8GⅡ4可以诱导番茄SA途径中PR1a、GLUA、PAL、NPR1等防御基因的表达;病原胁迫下,与单接病原菌(P)相比,接种NQ8GⅡ4 (E+P)可以诱导JA防御途径关键调控基因LOX及转录因子WRKY33的表达。综上表明,NQ8GⅡ4菌株通过诱导增强植物抗氧化酶活性,促进SA和JA防御途径相关基因的表达,缓解病原菌造成的活性氧、膜脂过氧化和细胞死亡危害,进而减immunocorrecting therapy少病害的发生,本研究在一定程度上为植物病害的生物防治提供了新途径。