内生真菌侵染通过增加紫花针茅生物量积累、优化根系构型、降低碳氮营养元素向甘肃马先蒿转移和激活碳氮磷代谢关键酶活性等途径提高根寄生逆境下紫花针茅营养元素吸收能力,进而提高紫花针茅对甘肃马先蒿根寄生逆境的耐受能力。相比之下,寄生内生真菌侵染紫花针茅的甘肃马先蒿生物量降低、主根粗且侧根少、吸器数量降低,导致从紫花针茅摄取碳氮磷营养元素摄取能力受抑,进而恶化甘肃马先蒿生存环境,导致甘肃马先蒿死亡率增加。另外,内生真菌与摩西球囊霉互作对根寄生逆境下紫花针茅碳氮磷含量、化学计量比、磷代谢关键酶和氨基酸组分含量表现出协同促进作用,表现出对根寄生逆境的强耐受性;而内生真菌与根内球囊霉互作对紫花针茅碳氮磷含量、化学计量比、磷代谢关键酶和氨基酸组分含量表现出相互拮抗,加剧甘肃马先蒿对紫花针茅的根寄生危害。该研究从禾草营养吸收角度深度剖析内生真菌促进禾草营养吸收能力,进而提高禾草对根寄生逆境的耐受能力。
该成果利用紫花针茅共生Epichloë属内生真菌能有效缓解甘肃马先蒿根寄生对紫花针茅的寄生危害,从营养元素吸收角度解析内生真菌调控根寄生危害禾草营养元素吸收利用的作用机理。研究结果表明,内生真菌侵染通过增加紫花针茅生物量积累、优化根系构型、降低碳氮营养元素向甘肃马先蒿转移和激活碳氮磷代谢关键酶活性等途径提高根寄生逆境下紫花针茅营养元素吸收能力,进而提高紫花针茅对甘肃马先蒿根寄生逆境的耐受能力。研究结论将为根寄生杂草防控提供新思路,同时也将进一步深入理解内生真菌与天然禾草共生关系的实质。