黑曲霉ZRS14发酵滤液通过增强抗氧化系统提升葡萄离体抗旱性的研究

《Plant Cell Reports》：Improving drought stress resilience in grapevine using Aspergillus niger strain ZRS14 under in vitro conditions

本研究针对气候变化导致的水资源短缺问题，来自伊朗的研究人员通过离体实验探究黑曲霉ZRS14发酵滤液对PEG诱导干旱胁迫下葡萄生理生化特性的影响。结果表明该真菌滤液能显著提升抗氧化酶（CAT、POD、SOD、APX）活性，降低H2O2和MDA等氧化损伤指标，首次证实其通过增强抗氧化防御系统有效缓解葡萄干旱胁迫，为作物抗逆栽培提供新策略。

　　

在离体条件下，研究人员通过添加不同浓度聚乙二醇（PEG 6000）模拟水分胁迫环境，系统评估了黑曲霉（Aspergillus niger）ZRS14菌株发酵滤液对拉什赫葡萄（Vitis vinifera L. cv. Rasheh）抗旱能力的调控机制。随着PEG浓度（0%-6%）升高，叶片光合色素（叶绿素a、总叶绿素和类胡萝卜素）显著减少，而氧化应激标志物过氧化氢（H₂O₂）和丙二醛（MDA）明显积累。面对胁迫，植物启动抗氧化防御系统：过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性显著提升，总酚含量（TPC）同步增加，但总黄酮含量（TFC）变化微弱。

引人注目的是，施加不同培养时长（48小时、72小时、120小时及其组合）的真菌滤液后，葡萄幼苗表现出更强的耐旱性——光合色素水平回升，氧化损伤标志物下降，抗氧化酶系统响应更为活跃。在重度干旱条件下，TPC进一步累积而TFC保持稳定。主成分分析（PCA）和层次聚类分析（HCA）均验证了真菌滤液对植物生化调控网络的积极影响。该研究首次揭示黑曲霉ZRS14发酵滤液可作为生物刺激剂，通过激活内源抗氧化通路增强葡萄对水分胁迫的生理适应性。