综述：内生植物群落的协同作用增强了植物的抗逆性及次生代谢产物的生成

《Plant Stress》：Synergistic activity of endophytic phytobiome enhances stress tolerance and secondary metabolite production in plants

内生菌是植物内共生无症状微生物，通过增强抗逆性、促进次级代谢物合成助力作物应对生物与非生物胁迫，其机制涉及ROS管理、激素调控及代谢通路激活，为可持续农业提供新策略。

　　植物内生菌是一种在植物体内无症状且互利共生的微生物，它们从宿主植物中获取营养和生存环境，同时促进宿主植物的次生代谢产物合成，增强其对各种生物和非生物胁迫的耐受能力。随着全球人口增长和气候变化的加剧，农业生产面临着前所未有的挑战。内生菌在其中扮演着重要角色，它们不仅能够帮助植物适应不利环境，还能提升作物的健康状况和农业可持续性。因此，深入了解内生菌与植物之间的相互作用及其在植物耐受胁迫中的功能，对于应对这些挑战具有重要意义。

内生菌的多样性非常广泛，包括原核生物和真核生物，如真菌和细菌。这种多样性受到植物种类、基因型、地理位置和环境条件等多种因素的影响，为每种植物形成了独特的植物微生物组。内生菌的分类主要依据其传播方式、定殖方式、宿主类型以及物种特征。例如，真菌内生菌可以分为Clavicipitaceous和Non-Clavicipitaceous两大类，而细菌内生菌则可以分为专性（obligate）和兼性（facultative）类型。这种分类不仅反映了内生菌的生态和功能多样性，也为研究它们在植物-微生物互作中的作用提供了基础。

在应对非生物胁迫方面，内生菌通过多种机制帮助植物增强其适应能力。这些机制包括抗氧化物的合成、渗透调节、激素调控和基因表达的激活等。例如，在盐胁迫条件下，内生菌可以调节离子平衡，通过促进钾离子的吸收和减少钠离子的毒性来提高植物的耐盐性。此外，它们还能促进植物体内渗透调节物质如脯氨酸、海藻糖和甜菜碱的积累，从而增强植物的抗旱能力。在温度胁迫中，内生菌能够诱导热休克蛋白和抗冻蛋白的合成，以保护细胞膜和减少冰晶对植物细胞的损伤。对于洪水胁迫，内生菌则通过促进气腔形成和调节乙烯水平来增强植物的耐水淹能力。这些机制表明，内生菌在应对各种非生物胁迫中具有重要作用。

在应对生物胁迫方面，内生菌同样展现出显著的潜力。它们可以通过诱导系统抗性（ISR）和合成抗菌物质来帮助植物抵御病原体的侵害。例如，某些内生菌能够通过水杨酸、茉莉酸和乙烯等信号通路激活植物的防御基因，从而增强植物对病原菌的抵抗力。此外，内生菌还能通过分泌次生代谢产物如生物碱、抗生素和铁载体，来抑制病原菌的生长，减少其对植物的侵害。这些生物活性物质不仅有助于植物的免疫系统，还可能在农业可持续发展中发挥重要作用。

内生菌的次生代谢产物是其在农业和生态应用中的关键因素。这些化合物在植物的生长、防御和适应性中起着重要作用，如生物碱、萜类化合物和酚类化合物。内生菌能够激活宿主植物的沉默基因簇，从而促进次生代谢产物的合成。例如，某些内生菌能够诱导植物体内特定基因的表达，从而提高其对病原菌的抵抗力。此外，内生菌还能够通过调控植物的激素水平，如生长素、细胞分裂素和赤霉素，来促进植物的生长和发育。

内生菌在土壤污染治理中也展现出重要潜力。它们能够通过生物吸附和生物累积等方式去除土壤中的重金属和有机污染物。例如，某些内生菌能够通过分泌有机酸来螯合土壤中的铝离子，从而减少其对植物的毒性。此外，一些内生菌还能够通过改变土壤中金属的形态，将其转化为对植物无害的形式。这些特性使得内生菌成为一种有效的生物修复工具，有助于恢复受污染的土壤生态系统。

尽管内生菌在植物适应各种胁迫中具有重要作用，但目前的研究方法存在一定的局限性。传统的培养依赖方法往往低估了内生菌的多样性，因为许多内生菌是无法培养的或生长缓慢的。而培养不依赖的方法，如扩增子测序和宏基因组测序，虽然提供了更深入的见解，但也受到引物偏差、DNA提取变异性、参考数据库不完整和功能解析有限等因素的影响。因此，需要更加标准化的实验方法和多组学技术的结合，以提高研究的可靠性和广泛适用性。

内生菌的研究还存在一些矛盾和不一致的结果。例如，某些内生菌在特定条件下可能表现出促生长特性，而在其他条件下则可能成为病原菌。这种现象说明了植物-微生物互作的复杂性和环境依赖性。因此，未来的研究需要更多的实地试验和跨学科合作，以确保内生菌技术的稳定性和可持续性。

综上所述，内生菌在促进植物生长、增强其对非生物和生物胁迫的耐受能力以及提高次生代谢产物的生产方面具有巨大潜力。它们不仅是农业可持续发展的关键工具，还在生态修复和生物制药领域展现出广阔的应用前景。然而，要实现这些潜力，还需要克服当前研究方法的局限性，并通过多组学技术和合成生物学手段进行深入探索。同时，制定相应的法规和政策框架，确保内生菌技术的安全应用，也是推动其商业化和农民采纳的重要步骤。未来的研究应致力于解决这些挑战，以充分利用内生菌的潜力，为全球粮食安全、环境可持续性和生物经济的发展做出贡献。