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新華社南京7月23日電（記者陳圣煒、牟書瑤）記者23日從南京農業大學獲悉，該校沈其榮院士團隊經過多年探索，首次揭示有益真菌木霉如何借用植物自身的生長素運輸系統，從而促進植物生長發育的分子機制，為微生物肥料提質、作物綠色增產開辟全新應用路徑。相關成果23日發表于國際學術期刊《細胞》。
木霉是農業生產中廣泛應用的有益真菌，能促進根系發育、改善植物營養并增強植物抗逆境能力，但其促生“秘密”長期未被完全破解。團隊以哈茨木霉為研究對象，發現其分泌的膨脹蛋白ThSWO能夠穿過植物細胞壁，到達質膜區域，并精準“錨定”一個此前功能未明晰的生長素轉運蛋白——AtABCB5。
這就好比真菌為植物生長按下了“加速鍵”，沈其榮介紹，團隊通過異源細胞、植物原生質體轉運等一系列實驗證實，AtABCB5是ThSWO發揮促生作用的一個關鍵宿主靶標，能夠介導IAA（吲哚乙酸）外排，進而誘導一系列生長素相關細胞反應和根系發育變化。
值得關注的還有該成果的農業應用潛力。團隊在水稻轉基因材料和多種作物蛋白施用試驗中開展驗證，均帶來顯著增產：水稻異源表達ThSWO株系籽粒產量提升41.3%，使用ThSWO蛋白灌根、噴施后，玉米、小麥、青菜、蘿卜產量分別提升7.9%、6.7%、13.5%、35.2%。
該研究首次提出“有益真菌效應蛋白-植物ABC生長素轉運蛋白”互作調控模型，填補了植物-有益真菌跨界信號傳導領域的機制盲區。不同于過往聚焦微生物代謝小分子的研究思路，該工作把研究重心放在真菌分泌蛋白與宿主膜轉運機器的直接互作，拓展了根際菌植互作的研究維度，同時提出了ThSWO與潛在宿主轉運蛋白靶點的互作焦點，為微生物蛋白制劑開發和作物根系性狀改良提供了新的候選分子通路和分子資源。
業內專家認為，該成果不僅夯實生物有機肥、微生物菌劑開發的分子理論基礎，也為作物根系改良、高產育種提供全新基因靶點，助力我國農業綠色可持續發展與糧食安全保障。（完）
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