內生真菌對木本植物生長發育分子機制及響應過程
微生物與植物間普遍形成了復雜的共生關系，這些微生物群落被稱為植物微生物群，它們在植物的生長、適應性和抗逆性方面發揮著關鍵作用。內生真菌不僅是植物微生物群的重要組成部分，也是內生菌家族中的一員。已有內生真菌被證實能促進木本植物生長、提高土壤肥力、保護植物免受病原體侵害，并在環境脅迫下誘導宿主形成耐受機制。然而，關于內生真菌對木本植物生長發育的相關分子機制和有益實例尚未得到系統總結，對于接種后林木對內生真菌的響應過程也知之甚少。
2024年8月，Forestry Research在線發表了福建農林大學林學院王凱課題組撰寫的題為Advances in the beneficial endophytic fungi for the growth and health of woody plants的綜述論文。
首先，本文就內生真菌的定義等相關知識展開介紹。內生真菌與植物的關系包括共生、共棲和寄生。內生真菌可以為植物提供多種益處，植物則為真菌提供碳水化合物。盡管許多研究發現部分內生真菌對植物宿主有益，但值得注意的是內生真菌對不同植物宿主而言也可能具有致病潛力，這主要取決于環境因素和宿主易感性。
該論文還概括內生真菌的定殖過程——內生真菌通過特定的附著和穿透機制在植物體內定殖。該論文指出當前較為完整的內生真菌從進入宿主到在體內成功定殖的兩種進化策略為：（1）避免和/或抑制宿主防御機制，并免受宿主產生的其他有毒代謝物的侵害；（2）通過群體感應和群體淬滅調節常駐內生菌的生長和毒性。
圖1內生真菌的定殖過程及策略
其次，許多內生真菌同樣能產生多種多樣的次生代謝物以增強木本植物抗性，包括維生素、多糖、植物激素等，如某些真菌能產生吲哚-3-乙酸。已知內生真菌產生的多數天然產物具有抗微生物、抗寄生蟲、抗癌和抗病毒活性，如具有抗菌活性的倍半萜類Tremulenolide A。該論文接著闡述內生真菌與木本宿主植物之間的密切相互作用。總而言之，內生真菌通過三種方式對木本植物起到積極作用：（1）促進林木自身生長發育；（2）協助林木應對生物脅迫；（3）協助林木應對非生物脅迫。
圖2內生真菌促進木本植物生長發育的方式
隨后，本文就上述三種途徑分別歸納各種有益內生真菌對木本植物的實踐應用案例并重點關注林木在接種內生真菌后的反應。大量研究表明內生真菌的存在更有利于木本植物在各種脅迫環境（鹽脅迫、干旱脅迫和重金屬脅迫等）中獲得更好的適應性。
此外，該論文基于課題組的研究背景發表現階段與杉木內生真菌相關的研究進展。本課題組已從杉木的不同組織器官中分離純化得到多種內生真菌，并開展一系列工作成功篩選目標內生真菌，其中包括進行內生真菌-病原菌對峙實驗和溶解有機磷及無機磷等試驗。之后本課題組計劃選擇目標內生真菌菌株進行促進杉木生長試驗和杉木-病原菌-內生真菌互作實驗加以驗證杉木內生真菌的潛在有益功能，從而為在自然環境中提升杉木生長提供科學的參考依據。最后，該論文提出今后木本植物中內生真菌研究的四個潛在研究方向。
綜上所述，該論文先是總結關于內生真菌以及植物內生真菌產生的天然物質等背景知識，最后從促進林木自身生長發育、抵御生物和非生物脅迫多方面歸納有益內生真菌在木本植物上的應用實例。此外，本文還闡述從杉木中篩選有益內生真菌并驗證其有益功能的一系列實驗，以探索杉木與內生真菌間的互作關系。因此，本綜述從多個角度闡述了內生真菌對木本植物的有益作用，以期為林業資源的保護和利用提供理論支持和實踐指導。
福建農林大學林學院王凱為論文通訊作者。研究生洪亮為論文第一作者，研究生王慶澳、劉雨馨，本科生張君豪、陳軒參與了本論文的撰寫工作。福建農林大學林學院馬祥慶、吳鵬飛、赫爾辛基大學Fred O.Asiegbu教授也參與了本文的撰寫與修改工作。本論文得到福建省自然科學青年項目、福建農林大學林業高峰學科建設項目等項目的資助。
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