青藏高原Sygera山高山森林土壤微生物多样性风化调控作用及假单胞菌Retamae RB5T促生机制与小麦抗逆应用研究

本研究聚焦于从耐旱豆科植物Retama monosperma根瘤中分离的新型假单胞菌Pseudomonas retamae RB5T，通过多组学分析揭示其具备IAA合成（18±3.48 μg/mL）、溶磷（8.14±0.25 cm）、耐盐（6%）及抗真菌等多重植物促生特性。基因组注释发现iaaH/iaaM、phn/pho/pst等基因簇，证实其通过激素调控、养分活化（PGPR）和胁迫应答（如katE/sod/hsp）机制增强小麦生物量，为干旱地区农业提供绿色生物解决方案。

　　

Highlight

In-vitro characterization of Pseudomonas retamae RB5T plant growth-promoting traits

假单胞菌Retamae RB5T菌株的体外植物促生特性表征

P. retamae RB5T菌株展现出多重植物生长促进（PGP）特性：能生产吲哚-3-乙酸（IAA，浓度达18±3.48 μg/mL），并在含磷酸三钙的Pikovskaya培养基上形成明显黄色溶磷圈（直径8.14±0.25 cm；图1.A）。该菌株更可耐受6%盐浓度、在42°C高温下正常生长，并对病原真菌Fusarium oxysporum表现出拮抗活性。

Discussion

讨论

Retama monosperma是一种固氮木本灌木，在沙丘生态系统中表现出极强的逆境适应力，是生态系统修复和荒漠化防治的关键物种（Allen and Allen, 1981; Mu?oz Vallés et al., 2011）。尽管具生态与农艺潜力，该物种的研究仍较为有限。近年少数研究开始关注其根瘤中存在的非根瘤菌内生细菌，例如Bacillus megaterium（Dahmani et al., 2020）以及本文关注的P. retamae RB5T。传统上认为根瘤为根瘤菌独占，但近年宏基因组研究显示，多种非根瘤菌内生菌如Pseudomonas、Niastella等广泛存在于多种豆科根瘤中（Iyer and Rajkumar, 2017; Brown et al., 2020）。

本研究首次系统评估了从R. monosperma根瘤分离的P. retamae RB5T在小麦中的促生和抗逆潜力。该菌株在体外、温室及大田条件下均显著提高小麦幼苗的地上部和根系生物量。其完整的基因组序列揭示了与植物互作相关的多个功能基因簇，包括植物激素合成（iaaH, iaaM）、氮代谢（glnGKL, cyn, nas, nor）、磷酸盐溶解（phnCDEP, phoABHLU, pstABCHS）以及抗菌化合物合成（phzF, fusABCDE）。此外，该基因组还包含与非生物胁迫耐受相关的基因，如过氧化氢酶katE、超氧化物歧化酶（SOD）、热休克蛋白（hsp）、荚膜合成基因capA、甜菜碱转运蛋白betT及重金属抗性基因。

这些遗传特征与表型实验高度一致，说明P. retamae RB5T通过多种分子机制促进植物生长并增强抗逆能力，特别适合用于干旱胁迫地区的生态友好型农业实践。

Conclusion

结论

本研究凸显了从沙丘豆科植物Retama monosperma根瘤中分离的P. retamae RB5T菌株作为可持续小麦栽培的高潜力植物促生细菌（PGPB）。基于基因组的功能分析揭示了其在生长素合成、磷酸盐溶解、铁载体生产、渗透保护及抗真菌代谢物合成方面的丰富基因资源。这些基因组特征与体外实验和植株试验结果高度吻合，尤其在干旱胁迫环境下显著提升小麦生长表现。该菌株的开发符合环境友好型农业需求，特别适用于边际土地的作物生产体系。未来研究应集中于其田间大规模应用潜力及与其他微生物互作的协同效应。