来自热带根瘤菌（Rhizobium tropici）的外多糖能够提高玉米（Zea mays）幼苗的耐淹性：一项控制盆栽试验的启示

本研究探讨Rhizobium tropici分泌的外多糖对玉米耐涝性的影响，通过盆栽实验发现0.50‰浓度的EPS能改善土壤结构（增加>53μm团聚体），增强光合作用（叶绿素a/b提升15.2%/13.4%）及抗氧化能力（ARA提高30.9%），为气候压力下的可持续农业提供策略。

　　

摘要

背景与目的

日益频繁的气候引发的洪水威胁着农作物的生产力。本研究探讨了来自 Rhizobium tropici 的外多糖（EPS）是否可以通过改善土壤结构和增强植物的生理韧性来提高 Zea mays 的耐淹性。

方法

通过控制盆栽实验，在三种水分条件下（60% 的田间持水量、饱和状态和淹水状态）评估了不同 EPS 浓度（0.00‰、0.25‰、0.50‰ 和 1.00‰）的影响。

结果

实验结果表明，0.50‰ 的 EPS 显著增加了大于 53 微米的土壤团聚体，从而提高了土壤稳定性并减轻了洪水的不良影响。经 EPS 处理的植物叶片中叶绿素 a 和叶绿素 b 的含量分别提高了 15.2% 和 13.4%，同时抗自由基活性（ARA）增加了 30.9%，丙二醛含量降低，从而减轻了氧化应激并保持了膜结构的完整性。此外，EPS 还提高了过氧化氢酶的活性，进一步增强了植物在淹水条件下的抗氧化防御能力。偏最小二乘结构方程模型分析显示，大于 53 微米的土壤团聚体对生物量积累有积极影响，其中微团聚体（53–250 微米）的路径系数为 0.18，大团聚体（250–2000 微米和 >2000 微米）的路径系数分别为 0.15 和 0.07。在生理指标方面，叶绿素 a（路径系数 = 0.22）和叶绿素 b（路径系数 = 0.18）对生物量有直接的正面影响，这突显了光合作用效率在缓解淹水胁迫中的作用。此外，抗自由基活性（ARA）也对生物量有正面影响（路径系数 = 0.06），表明其在减轻氧化应激方面的作用。

结论

这些发现表明，EPS 通过改善土壤结构和植物的响应机制增强了植物的耐淹能力，为在气候压力下实现可持续的作物生产提供了一种潜在策略。