促进植物生长的根际细菌在水分亏缺胁迫下能够提高薄荷（Mentha piperita）的精油产量和抗氧化活性

《Agricultural Water Management》：Plant growth-promoting rhizobacteria enhance essential oil production and antioxidant activity of Mentha piperita under water deficit stress

薄荷干旱胁迫下植物生长促进菌对精油产量及抗氧化活性影响的研究。采用DPPH、CUPRAC和金属螯合法测定抗氧化活性，GC-MS分析精油成分。结果显示，PGPR处理显著提升所有干旱胁迫下薄荷精油产量（如SDS下从1.34%增至1.77%），LDS和MDS条件下精油主成分（薄荷醇、薄荷酮）含量分别提高1.73%和1.84%，且PGPR增强抗氧化活性。

　　本研究探讨了植物生长促进根际细菌（PGPR）对水亏缺胁迫下薄荷植物中挥发油（EO）产量、组成以及抗氧化活性的影响。薄荷作为一种广泛应用的药用和芳香植物，其挥发油具有多种生物活性，如抗菌、抗炎和抗氧化特性，使其在制药、食品和化妆品行业中占据重要地位。然而，干旱作为一种重要的非生物胁迫因素，显著影响了薄荷等植物的生长和挥发油的产量与组成。通过使用PGPR进行处理，可以缓解干旱胁迫带来的负面影响，提高薄荷的抗旱能力和挥发油产量与质量。

研究中，将薄荷植物分为四个不同的灌溉处理组：正常供水（100% 场容量，FC），轻度干旱胁迫（LDS，75% FC），中度干旱胁迫（MDS，50% FC）和重度干旱胁迫（SDS，25% FC）。同时，将其中一部分植物接种PGPR，另一部分则作为对照组不进行处理。实验结果显示，干旱胁迫对薄荷挥发油的产量产生了显著影响。在轻度和中度干旱条件下，挥发油产量相较于正常供水有所增加，而重度干旱则导致挥发油产量显著下降。值得注意的是，PGPR处理显著提高了所有干旱水平下的挥发油产量，尤其是在重度干旱条件下，其效果尤为明显。例如，在轻度干旱条件下，未处理植物的挥发油产量为1.62%，而接种PGPR的植物则提升至1.73%；在中度干旱条件下，未处理植物的挥发油产量为1.59%，而PGPR处理后提升至1.84%。在重度干旱条件下，未处理植物的挥发油产量下降至1.34%，而PGPR处理后的植物则显著增加至1.77%。这表明PGPR在缓解干旱胁迫方面具有显著的潜力。

此外，干旱胁迫和PGPR处理还显著影响了挥发油的组成。研究发现，随着干旱胁迫程度的增加，薄荷中主要成分如薄荷醇（menthol）的含量逐渐增加，而薄荷呋喃（menthofuran）的含量则有所下降。例如，在控制组中，薄荷醇的含量为28.45%，而在重度干旱条件下，这一数值上升至34.75%。相反，薄荷呋喃的含量在控制组中为35.03%，在轻度干旱条件下下降至33.43%，在重度干旱条件下进一步降至32.84%。这些变化可能与植物在干旱胁迫下调整其代谢路径有关，以适应环境变化并提高其抗逆性。同时，PGPR的引入不仅影响了薄荷醇和薄荷呋喃的含量，还对其他挥发油成分如甲基乙酸酯（menthyl acetate）和胡椒烯（eucalyptol）产生了不同程度的影响。这些结果表明，PGPR不仅能提高薄荷的抗旱能力，还能优化其挥发油的组成，从而提升其药用和商业价值。

在抗氧化活性方面，PGPR处理同样显示出积极影响。研究采用了三种不同的方法来评估薄荷挥发油的抗氧化能力：自由基清除能力（DPPH）、金属离子还原能力（CUPRAC）和金属螯合能力。这些方法分别检测了不同类型的抗氧化活性，反映了植物体内抗氧化物质的多样性和复杂性。实验结果表明，干旱胁迫显著改变了薄荷挥发油的抗氧化活性，而PGPR处理则有助于增强其抗氧化能力。特别是在中度和重度干旱条件下，PGPR处理后的植物抗氧化活性显著提高，而在轻度干旱条件下则变化不明显。这些结果进一步支持了PGPR在提高植物抗逆性方面的潜力。

研究还指出，PGPR对植物的生理和生化反应具有多方面的促进作用。通过改善营养吸收、调节植物激素和增强防御反应，PGPR能够有效缓解干旱胁迫带来的负面影响。此外，PGPR还可能通过影响植物的代谢途径，优化其挥发油的组成，从而提高其药用价值。例如，PGPR处理显著增加了薄荷醇的含量，而减少了薄荷呋喃的含量，这可能与植物在干旱条件下调整其代谢路径以适应环境有关。

研究还提到，PGPR的应用不仅限于提高植物的抗旱能力，还可能与其他节水措施相结合，以实现更高效的水资源管理。在某些情况下，PGPR与特定的灌溉管理策略（如中度干旱胁迫）结合使用，可能带来更好的效果。然而，研究是在温室条件下进行的，因此其结果在实际田间应用中的适用性仍需进一步验证。

综上所述，PGPR在缓解干旱胁迫、提高薄荷植物的挥发油产量和抗氧化活性方面表现出显著的潜力。这些发现为改善薄荷的抗旱能力和提升其在农业系统中的生产效率提供了新的思路。未来的研究应进一步探索PGPR与其他农业技术的结合，以验证其在实际农业生产中的效果，并为可持续农业发展提供科学依据。