盐胁迫下菌根共生重塑酸枣离子稳态和脂肪酸代谢

枣树(Ziziphus jujuba Mill。)是我国重要的经济林树种,土壤盐渍化是影响枣树生产的主要制约因素,目前尚不清楚丛枝菌根(AM)共生如何支持枣树适应盐胁迫。本研究以酸枣幼苗和异型根孢囊霉(Rhizophagus irregularis,RI)为材料,通过光合能力、抗氧化酶活性、内源激素、根系离子流、脂肪酸代谢和转录组测定和分析,研究了AM共生在枣树适应盐胁迫中的功能和响应机制。AM共生能显著提高盐胁迫下酸枣的光合能力、抗氧化系统活性和生物量;菌根共生提高酸枣对P,K的吸收,并且促进K+在叶中的积累,进一步测定根系离子流速和基因表达,AM 共生增强了根内 H+外排和 K+内流,同时诱导根内质膜型-ATP酶(ZjAHA7)和K+转运蛋白(ZjHAK2)的表达,可能导致菌根酸枣具有更强的K+吸收能力。在盐胁迫过程中保持了高K+/Na+稳态,并且酵母功能互补试验也证明了ZjHAK2 具有K+ 转运活性。AM共生枣树叶片和根中脂肪酸(FAs)均有升高,尤其是棕榈酸、油酸、反式油酸和亚油酸,并且在 84K杨和蒺藜苜蓿中也有类似的作用,说明AM共生提高FAs应是一种保守的生理效应。基因共表达网络分析揭示了根中与AM共生及脂肪酸代谢、植物激素信号转导、囊泡中SNARE相互作用和生物素代谢等保守转录应答相关的 267 个核心基因集。与根中与FA代谢相关的基因被广泛上调相比,AM共生对叶片中基因表达的影响较小,综上我们提出了一个与AM共生相关的脂肪酸代谢重编程模型。该研究为AM与木本物种适应盐胁迫的共生关系提供了全面的见解。