利用乳酸菌生物炭肥料改善番茄植株的生长及硒吸收特性

《Current Microbiology》：Improvement of Growth and Selenium Absorption Characteristics of Tomato Plant by Lactic Acid Bacterial Biochar Fertilizer

硒富集乳酸菌肥料通过 sawdust 和松木生物炭制备，施用番茄后显著促进生长，提高叶绿素含量85.6%、可溶性糖89.3%，总及有机硒在果实中分别达84.3%，降低氧化应激，代谢组学显示有益菌增殖及膜相关/蛋白质消化代谢通路富集，为可持续健康农业提供新方法。

　　

摘要

硒（Se）被誉为“抗癌之王”，是人体必需的微量元素。然而，由于土壤、作物或食品中的硒含量较低且生物利用度有限，能够满足人体每日硒摄入需求的食品仍然十分稀缺。研究人员选取了一种具有良好硒耐受性的乳酸菌株，利用锯末和松木衍生的生物炭制备了富硒细菌肥料，并添加了Na₂SeO₃（每千克干土5毫克）。这种富硒细菌肥料对番茄的根系结构和整体生长具有显著的促进作用。具体表现为：叶绿素含量增加了85.6%，可溶性糖积累量增加了89.3%，果实中的总硒和有机硒含量也有所提升（有机硒与总硒的比例达到了84.3%）。生化分析表明，该肥料中的富硒细菌能够减轻Na₂SeO₃引起的氧化应激，表现为超氧化物歧化酶等抗氧化酶的活性低于未添加富硒细菌的对照组植物。通过对番茄根际土壤进行宏转录组测序分析，发现富硒细菌肥料增加了有益菌群的丰度，其中Paracoccus、Stutzerimonas和Streptomyces的数量分别增加了1.75%、1.79%和1.12%。差异基因表达分析显示，在“膜结合细胞器”（GO: 0043227，P < 0.01）和“蛋白质消化与吸附”（ko04974，P < 0.05）相关的代谢途径中存在显著富集现象。这些发现为利用富硒细菌和生物炭提高农作物、蔬菜和水果的生物量及硒吸收提供了新的思路，有助于实现可持续和健康的农业发展。