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浸水ストレス（WS）は、植物のエチレン（ET）とポリアミン（スペルミン、プトレシン、およびスパーミジン）の産生を誘導しますが、それらの再プログラミングは、浸水誘発ストレス時に植物の運命を決定する決定的な要素です。WSは、植物のより良く成長し、WSに抵抗する能力を向上させる共生微生物を探索することで挑戦することができます。本研究では、WSの下での小麦の成長に関するカンナ・インディカLの根から分離された、1-アミノサイクロプロパン-1-カルボン酸（ACC）デアミナーゼ産生菌Tricperellum（株MAP1）の同定と応用を扱っています。MAP1は、植物ホルモン/二次代謝産物を分泌し、植物の抗酸化システムを強化し、ポリアミン産生と遺伝子発現の調節を通じて生理学に影響を与えることにより、小麦の成長にプラスの影響を与えました。MAP1接種は、非植物植物接種された水浸透苗と比較して収量を促進しました。外因性に適用されたエテフォン（ET合成誘導剤）および1-アミノサイクロプロパンカルボン酸（ACC; ET前駆体）は、MAP1接種した水浸透苗と比較して成長の減少を示しましたが、アミノ酸酢酸（AOA; ETインテミター）のアプリケーションは負の効果を逆転させました。浸水処理時にETおよびACCによって課されます。植物の成長率、クロロフィル含有量、および気孔コンダクタンスの大幅な減少が認められましたが、H2O2、MDA産生、および電解質漏れは、非接種水浸透苗に増加しました。さらに、接種されていない浸水小麦苗と比較して、MAP1接種された浸水小麦は抗酸化酵素活性を示しました。生理学的結果と一致して、遊離ポリアミン（PA）生合成に関連する遺伝子は高度に誘導され、PA含有量はMAP1接種苗に豊富でした。さらに、ET生合成/シグナル伝達遺伝子発現は、WS下でのMAP1接種により減少しました。簡単に言えば、MAP1は、PASとET生合成を再プログラミングすることにより、小麦におけるWSの悪影響を軽減しました。
浸水ストレス（WS）は、植物のエチレン（ET）とポリアミン（スペルミン、プトレシン、およびスパーミジン）の産生を誘導しますが、それらの再プログラミングは、浸水誘発ストレス時に植物の運命を決定する決定的な要素です。WSは、植物のより良く成長し、WSに抵抗する能力を向上させる共生微生物を探索することで挑戦することができます。本研究では、WSの下での小麦の成長に関するカンナ・インディカLの根から分離された、1-アミノサイクロプロパン-1-カルボン酸（ACC）デアミナーゼ産生菌Tricperellum（株MAP1）の同定と応用を扱っています。MAP1は、植物ホルモン/二次代謝産物を分泌し、植物の抗酸化システムを強化し、ポリアミン産生と遺伝子発現の調節を通じて生理学に影響を与えることにより、小麦の成長にプラスの影響を与えました。MAP1接種は、非植物植物接種された水浸透苗と比較して収量を促進しました。外因性に適用されたエテフォン（ET合成誘導剤）および1-アミノサイクロプロパンカルボン酸（ACC; ET前駆体）は、MAP1接種した水浸透苗と比較して成長の減少を示しましたが、アミノ酸酢酸（AOA; ETインテミター）のアプリケーションは負の効果を逆転させました。浸水処理時にETおよびACCによって課されます。植物の成長率、クロロフィル含有量、および気孔コンダクタンスの大幅な減少が認められましたが、H2O2、MDA産生、および電解質漏れは、非接種水浸透苗に増加しました。さらに、接種されていない浸水小麦苗と比較して、MAP1接種された浸水小麦は抗酸化酵素活性を示しました。生理学的結果と一致して、遊離ポリアミン（PA）生合成に関連する遺伝子は高度に誘導され、PA含有量はMAP1接種苗に豊富でした。さらに、ET生合成/シグナル伝達遺伝子発現は、WS下でのMAP1接種により減少しました。簡単に言えば、MAP1は、PASとET生合成を再プログラミングすることにより、小麦におけるWSの悪影響を軽減しました。
Waterlogging stress (WS) induces ethylene (ET) and polyamine (spermine, putrescine, and spermidine) production in plants, but their reprogramming is a decisive element for determining the fate of the plant upon waterlogging-induced stress. WS can be challenged by exploring symbiotic microbes that improve the plant's ability to grow better and resist WS. The present study deals with identification and application of 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid (ACC) deaminase-producing fungal endophyte Trichoderma asperellum (strain MAP1), isolated from the roots of Canna indica L., on wheat growth under WS. MAP1 positively affected wheat growth by secreting phytohormones/secondary metabolites, strengthening the plant's antioxidant system and influencing the physiology through polyamine production and modulating gene expression. MAP1 inoculation promoted yield in comparison to non-endophyte inoculated waterlogged seedlings. Exogenously applied ethephon (ET synthesis inducer) and 1-aminocyclopropane carboxylic acid (ACC; ET precursor) showed a reduction in growth, compared to MAP1-inoculated waterlogged seedlings, while amino-oxyacetic acid (AOA; ET inhibitor) application reversed the negative effect imposed by ET and ACC, upon waterlogging treatment. A significant reduction in plant growth rate, chlorophyll content, and stomatal conductance was noticed, while H2O2, MDA production, and electrolyte leakage were increased in non-inoculated waterlogged seedlings. Moreover, in comparison to non-inoculated waterlogged wheat seedlings, MAP1-inoculated waterlogged wheat exhibited antioxidant-enzyme activities. In agreement with the physiological results, genes associated with the free polyamine (PA) biosynthesis were highly induced and PA content was abundant in MAP1-inoculated seedlings. Furthermore, ET biosynthesis/signaling gene expression was reduced upon MAP1 inoculation under WS. Briefly, MAP1 mitigated the adverse effect of WS in wheat, by reprogramming the PAs and ET biosynthesis, which leads to optimal stomatal conductance, increased photosynthesis, and membrane stability as well as reduced ET-induced leaf senescence.
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