花源酵母Rhodotorula sp. CHAP-208通过产生吲哚乙酸（IAA）促进胡萝卜和花椰菜种子萌发与幼苗生长的效应研究

本刊推荐：为解决农业可持续生产系统中化学投入品依赖性强的问题，研究人员开展花源酵母促进蔬菜生长的应用研究。他们分离自Senna macranthera花朵的Rhodotorula sp. CHAP-208菌株，发现其可产生~2.8 mg/L IAA。实验表明该酵母悬浮液浸泡处理能显著增强胡萝卜幼苗发育（实验室条件）并提高花椰菜温室出苗率与根长。此研究首次报道了具有高植物促生活性的花源酵母，为开发新型农业生物接种剂提供了重要依据。

　　

随着全球人口持续增长和气候变化加剧，维持农业生产的可持续性已成为当今世界面临的重大挑战。传统农业生产高度依赖化学肥料和农药，这不仅增加了生产成本，更对生态环境造成了严重压力。在此背景下，利用有益微生物促进作物生长、减少化学品使用的生物策略，逐渐成为农业科技研究的新焦点。其中，植物促生微生物（Plant Growth-Promoting Microorganisms, PGPM）因其能通过多种机制增强植物抗逆性、改善营养吸收而备受关注。

以往研究多集中于细菌和丝状真菌，但近年来科学家们发现，酵母作为单细胞真菌同样具有显著的植物促生潜力。它们不仅能通过溶解磷、氮等营养元素促进植物吸收，还可产生植物激素（如吲哚乙酸IAA）、拮抗病原菌、诱导系统抗性，并改善土壤结构。特别值得注意的是，花朵蜜腺中存在的酵母菌株，因其可能产生挥发性有机化合物（VOCs），在传粉和植物保护中发挥特殊作用，但对其直接促进蔬菜生长的研究仍较为有限。

目前，种子萌发和幼苗建立阶段是作物生产中的关键环节，受到激素（如脱落酸ABA、赤霉素GA）和光照的精密调控。其中，生长素IAA作为核心调节因子，能显著影响根系发育、养分动员及抗逆响应。然而，如何利用微生物天然产生的IAA提升种子萌发质量、尤其是在非理想环境条件下的成苗率，仍是当前农业实践中的一大难题。

为此，Madaloz等研究人员在《Discover Plants》发表了最新成果，他们从Senna macranthera花朵中分离出一株高产IAA的酵母菌株，系统评估了其对胡萝卜和花椰菜种子萌发、幼苗生长及温室生产的影响，为开发新型酵母基生物接种剂提供了重要理论依据和实践路径。

本研究主要采用了几项关键技术方法：首先通过ITS区域测序（引物ITS1/ITS4）对酵母菌株进行分子鉴定；其次利用Salkowski法定量分析酵母培养过程中的IAA产量；进而设计种子浸泡处理（2小时与3小时）结合实验室萌发测试（标准Germitest纸床，20±1°C）和温室栽培试验（Mecplant?基质，自动灌溉系统），综合评价发芽率、幼苗形态指标及生物量变化。所有数据均采用SISVAR软件进行方差分析和Tukey多重比较（p<0.05）。

3.1 酵母生长与IAA生产能力

研究人员首先从Senna macranthera花朵蜜腺中分离出酵母菌株CHAP-208，经ITS序列比对（与Rhodotorula mucilaginosa相似度99.78%），将其鉴定为Rhodotorula sp.。该菌在YPD培养基中培养72小时后，进入指数生长期，最高菌体密度对应约9.0 g/L干重。更重要的是，IAA产量随细胞增殖而增加，在光密度（OD）达到20时，IAA浓度最高达2.797±0.549 mg/L，这一产量显著高于以往文献报道的多种内生酵母。

3.2 实验室条件下的种子萌发与幼苗生长

在严格控制温湿度的实验室环境中，花椰菜种子经酵母处理后未表现出萌发率差异（平均79.6%），根长和茎长亦无显著变化。然而，胡萝卜种子的结果显示：浸泡3小时处理使最终萌发率提高至90%以上（高于初始80%）；浸泡2小时则显著促进幼苗根和茎的伸长。这表明酵母处理对不同物种、不同生长指标的影响存在差异，且处理时间至关重要。

3.3 温室条件下的花椰菜幼苗生产

在温度波动较大（10–30°C）的温室环境中，酵母处理的效果更为明显。虽然整体出苗率（34–47.6%）低于实验室水平，但经3小时酵母浸泡的种子出苗率显著提高。同时，2小时浸泡处理明显增加了植株高度和根长，而叶片数和干重无显著变化。这些结果说明，Rhodotorula sp. CHAP-208有助于提升植物在非生物胁迫（如高温）下的建成能力。

本研究通过多尺度实验证明，花源酵母Rhodotorula sp. CHAP-208具有高产IAA的特性，并能有效促进胡萝卜和花椰菜的种子萌发与幼苗生长。其在胡萝卜上主要表现为实验室条件下幼苗形态的改善，而在花椰菜上则体现为温室环境中出苗率和根长的提升。这种差异可能与物种特异性、处理时间及环境互作有关。

讨论部分指出，酵母促生机制很可能与其IAA生产能力直接相关。以往研究表明，外源IAA可调节内源激素水平、增强抗氧化酶活性和碳水化合物代谢，从而缓解逆境胁迫、促进根系发育。此外，该酵母还可能通过磷酸盐溶解、养分循环等途径间接支持植物生长，但这仍需进一步验证。

本研究首次报道了分离自S. macranthera花朵、具有高IAA产率的酵母菌株，拓展了我们对酵母生态功能及农业应用潜力的认知。未来研究应量化种子浸泡前后及幼苗中的IAA动态变化，并探索菌株在优化培养条件（如添加色氨酸）下的最大激素产能。该成果为开发低成本、高效率的微生物接种剂提供了优良种质资源，对推动可持续蔬菜生产具有重要意义。