我国科学家揭开木霉菌协同植物生长素转运秘密

23日从南京农业大学获悉，该校沈其荣院士团队经过多年探索，首次揭示有益真菌木霉如何借用植物自身的生长素运输系统，从而促进植物生长发育的分子机制，为微生物肥料提质、作物绿色增产开辟全新应用路径。相关成果23日发表于国际学术期刊《细胞》。

木霉是农业生产中广泛应用的有益真菌，能促进根系发育、改善植物营养并增强植物抗逆境能力，但其促生“秘密”长期未被完全破解。团队以哈茨木霉为研究对象，发现其分泌的膨胀蛋白ThSWO能够穿过植物细胞壁，到达质膜区域，并精准“锚定”一个此前功能未明晰的生长素转运蛋白——AtABCB5。

这就好比真菌为植物生长按下了“加速键”，沈其荣介绍，团队通过异源细胞、植物原生质体转运等一系列实验证实，AtABCB5是ThSWO发挥促生作用的一个关键宿主靶标，能够介导IAA（吲哚乙酸）外排，进而诱导一系列生长素相关细胞反应和根系发育变化。

值得关注的还有该成果的农业应用潜力。团队在水稻转基因材料和多种作物蛋白施用试验中开展验证，均带来显著增产：水稻异源表达ThSWO株系籽粒产量提升41.3%，使用ThSWO蛋白灌根、喷施后，玉米、小麦、青菜、萝卜产量分别提升7.9%、6.7%、13.5%、35.2%。

该研究首次提出“有益真菌效应蛋白-植物ABC生长素转运蛋白”互作调控模型，填补了植物-有益真菌跨界信号传导领域的机制盲区。不同于过往聚焦微生物代谢小分子的研究思路，该工作把研究重心放在真菌分泌蛋白与宿主膜转运机器的直接互作，拓展了根际菌植互作的研究维度，同时提出了ThSWO与潜在宿主转运蛋白靶点的互作焦点，为微生物蛋白制剂开发和作物根系性状改良提供了新的候选分子通路和分子资源。

业内专家认为，该成果不仅夯实生物有机肥、微生物菌剂开发的分子理论基础，也为作物根系改良、高产育种提供全新基因靶点，助力我国农业绿色可持续发展与粮食安全保障。