类棘孢木霉和短致木霉提高水稻抗旱性
水稻 (Oryza sativa L.) 为世界人口提供了近一半的膳食，全球90%以上的水稻在亚洲种植并作为主食消费。水稻易受干旱胁迫，全球约50%的水稻产量或多或少受到干旱或洪涝胁迫的影响，尤其在雨养地区受干旱影响更为严重。植物-微生物共生的常见机制可增强对各种非生物和生物胁迫的耐受性，木霉菌的共生可增强植物的生长。接种木霉菌、假单胞菌及其组合可最大限度地减少缺水对植物的影响，木霉菌还可以通过释放多种化合物诱导植物对非生物胁迫的耐受性并促进植物生长。研究表明，哈茨木霉菌在根部定植会导致植物酶水平升高，包括各种过氧化物酶、几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶、脂氧合酶途径。丙二醛 (MDA) 的产生是氧化应激的指标，随着植物干旱胁迫的增加而增加，并作为脂质过氧化的指标。许多植物都观察到由内源酚类化合物控制的耐旱机制，但不同物种之间存在差异。研究人员为筛选有效协助水稻逃避干旱的木霉属真菌，并明确其诱导植物内部发生的生理和分子生物学变化，探究了在不同程度的干旱胁迫下用选定的耐旱木霉分离物引发的易感和耐旱水稻植物的生理和分子反应。并检测了防御相关基因 DREB、ehydrine 和 AQU 的表达。
分离到3株具有协助水稻低于干旱潜力的菌株，分别为T1、T3和 T5，进分子生物学鉴定，T1和T5鉴定为类棘孢木霉Trichoderma asperelloides，T3为短致木霉Trichoderma brevicompactum。经过 13 天的干旱胁迫，我们发现木霉菌在耐旱活性方面具有品种特异性。在耐旱品种IR 64中，T1、T3 和 T5 表现良好，与未接种任何木霉菌的对照相比，没有观察到叶子卷曲，同时，T3和T5表现出非常好的耐受性；耐旱品种BRRI dhan56和易感品种IR 64的叶片卷曲都随着胁迫天数的增加而增加。BRRI dhan56 叶片卷曲增多表明该品种通过卷曲叶片具有耐热活性，从而避免了叶片表面蒸发损失。与无胁迫条件相比，当胁迫天数增加时，BRRI dhan56 的根长比 IR 64 增加更多。此外，与灌溉和胁迫条件相比，在 T5×0、T5×4、T5×7、T3×10 和 T3×13 处理组合下观察到根长增加；BRRI dhan56 的植物高度在胁迫条件下增加，而在 IR 64 中没有观察到增加。
在胁迫条件下，木霉菌引发增加了脯氨酸含量，降低了耐旱和易感品种的 MDA TFC 和 H2O2 含量。因此，可以推断木霉菌具有在胁迫条件下提高耐旱活性的能力。经类棘孢木霉和短致木霉处理后，发现水稻中AQU 和 DHN 基因的转录水平上调。在干旱条件下，两种木霉均上调了水稻基因型 BRRI dhan56 中 DREB 基因的表达，直至 14 天，而只有木霉在易感品种中随着干旱胁迫的增加而上调。还观察到，在干旱胁迫 14 天时用短密木霉处理 IR 64 时，DREB 基因的表达下调，与对照条件一样。该研究结果证明，Trichoderma asperelloides 和 Trichoderma brevicompactum均可以帮助缓解水稻的干旱胁迫。
在接种微生物的条件下种植植物会调节内在的生化和分子机制，帮助植物缓解干旱条件。这些观察结果证明，微生物接种是一种有效的缓解干旱胁迫的水稻作物胁迫的策略。
