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在长期的自然进化过程中,植物与真菌之间也逐渐形成了一种特殊的“共生”关系。植物与真菌共同生存在一起,缺失彼此都不能更好生存。上世纪末发现于印度沙漠中的内生真菌Piriformospora indica是担子菌纲、腊壳耳目的一种丝状真菌,类似于菌根真菌,且能够在培养基上人工培养。P.indica可以有效抑制寄主植物的免疫功能,所以寄主范围十分广泛,包括裸子植物、单子叶和双子叶被子植物,如拟南芥、玉米、水稻、甜瓜等,甚至能够在一些其他根围真菌不能定殖的黎科植物上定殖。一旦定殖成功,P.indica可以在寄主根部存活很久。类似于根围真菌,P.indica的定殖有益于植物的生长发展。近年研究表明,P.indica在植物根部定殖后可显著促进植物生长并诱导植物产生抵御各种生物逆境和非生物逆境的能力,提高植物生物量及经济产量。关于P.indica促进植物生长、诱导植物产生系统抗病性的机理,目前研究较少,而且并无定论。
本文研究了P.indica及其近似种Sebacina vermifera在甜瓜上的定殖及定殖后对甜瓜生长发育、农艺性状及抗病性的影响。结果表明,P.indica和S.vermifera可以显著促进甜瓜的生长,表现在地上地下部分生长速度的加快等;P.indica和S.vermifera可以在一定程度上提高甜瓜对蔓枯病的抗性,但是这种抗性的提高并不通过水杨酸和茉莉酸等已知途径,而与病程相关基因非表达子NPR1、乙烯应答转录因子ERF1参与的抗病性信号传导途径有交叉。P.indica和S.vermifera还可以显著提高甜瓜的农艺性状,如结果数、果实单重等。因此,这两种内生真菌具有巨大的商业开发前景。本研究,不仅为这两种内生真菌未来的商品化开发提供了依据,也为甜瓜蔓枯病的生物防治提供了一条新途径。