野生水稻源伯克霍尔德菌通过三重作用机制提升水稻盐碱胁迫耐受性与产量

《Plant and Soil》：The Rhizobacterium Enterobacter asburiae from wild rice enhances rice Salt-Alkali tolerance and yield through a triple-action strategy

本研究针对土壤盐碱化这一全球农业难题，由研究人员开展野生水稻根际伯克霍尔德菌(Enterobacter asburiae)资源开发与应用研究。结果表明该菌株可通过形成生物膜阻断Na?+内流、合成L-精氨酸等抗氧化代谢物、产生赤霉素等植物激素的三重作用机制，使水稻在盐碱胁迫下丙二醛含量降低15.51%，抗氧化酶活性提升，田间试验实现增产15.51%，为微生物肥料开发提供新策略。

　　

背景与目的：土壤盐渍化和碱化对全球农业构成重大挑战，其中苏打碱土尤其难以修复。野生水稻根际微生物组赋予其盐碱耐受性，然而这些微生物资源的开发应用仍显不足。

方法：研究人员从野生水稻根际分离出耐盐碱的伯克霍尔德菌(Enterobacter asburiae)，通过温室盆栽实验验证其增强栽培稻盐碱耐受性的能力。采用扩增子测序分析接种后水稻根际细菌群落变化，结合细菌代谢组学分析和水稻生理生化检测，探究细菌代谢物的作用机制，并通过田间试验评估菌株对水稻产量的影响。

结果：伯克霍尔德菌能高效定殖水稻根部并形成生物膜，减少Na?⁺向根组织内流。该菌合成L-精氨酸、γ-生育酚(γ-tocopherol)和吡哆醇(pyridoxine)等抗氧化代谢物。接种菌株的水稻表现出更低丙二醛(MDA)含量、更高过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性，以及更高谷胱甘肽(GSH)含量。该菌还能产生赤霉素(Gibberellins)和生长素(Auxins)等植物激素，在盐碱胁迫下促进水稻根茎生长并提高叶绿素含量。田间试验显示相较对照组增产15.51%。

结论：本研究揭示伯克霍尔德菌通过三重作用策略增强水稻盐碱耐受性：(1)形成生物膜阻断Na?⁺内流（"植物保护"）；(2)诱导抗氧化系统缓解氧化胁迫（"异常状态消除"）；(3)合成植物激素促进生长发育（"胁迫后恢复"）。这些机制协同改善胁迫下水稻生长与产量。