Paenibacillus dendritiformis与硅的协同作用通过改善生理机能、增强抗氧化防御能力和维持离子平衡，提高了菠菜对氯吡硫磷的耐受性

《Plant and Soil》：Paenibacillus dendritiformis and silicon synergism enhance spinach tolerance to chlorpyrifos via improved physiology, antioxidant defense, and ion homeostasis

吡虫啉胁迫下硅与耐药根瘤菌协同缓解菠菜生理损伤及抗氧化机制研究。

　　

摘要

目的

蔬菜作物中的氯吡硫磷（CP）残留及其在环境中的持久性对农业生态系统和公共健康构成威胁。虽然人们已经认识到耐农药（PT）有益土壤细菌和硅（Si）在提高作物抗农药能力方面的潜力，但硅与PT细菌结合在减轻菠菜（Spinacia oleracea L.）中CP胁迫方面的具体作用仍不清楚。本研究旨在探讨CP对菠菜的植物毒性，并评估硅介导的菠菜-根际细菌相互作用的好处。

方法

菠菜植株暴露于不同浓度的氯吡硫磷（50和200 μg CP kg?1土壤）中，同时或不同时添加硅（1.0 mM）和PT根际细菌Paenibacillus dendritiformis SRB-9，单独施用或联合施用。测量了植株的生长情况、生物量、色素含量、矿物质吸收、胁迫生物标志物、活性氧（ROS）生成、酶促抗氧化状态以及气体交换参数。

结果

氯吡硫磷暴露导致植株生长减缓、生物量减少、叶色素降低、养分吸收减少，并引发氧化应激。

在50 μg CP kg?1的胁迫条件下，添加硅、SRB-9或两者联合使用后，根长分别增加了18.1%、28%和37%；根生物量分别增加了3.3%、36.8%和45.4%；叶面积分别增加了13.8%、21.1%和28.2%；类胡萝卜素含量分别增加了22.2%、29.7%和34.8%。双重处理使内在水分利用效率（IWUE）、净光合速率（PN）、气孔导度（gs）和细胞间CO?（Ci）分别提高了42.5%、37.8%、41.4%和39.2%，并改善了养分离子平衡。在200 μg CP kg?1的胁迫条件下，APX和CAT的活性分别增加了31.6%和18.4%。

结论

Paenibacillus dendritiformis接种与硅补充相结合的方法通过增强菠菜的生理特性、气体交换效率、养分平衡和抗氧化防御能力，减轻了CP引起的胁迫。这种组合方法为农药胁迫管理提供了一种有前景的可持续策略，需要进一步进行田间验证和分子层面的研究。据我们所知，这是首篇关于硅-植物根际促生菌（PGPR）相互作用减轻菠菜中CP毒性的研究，突显了一种可持续的生物修复方法。