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为探究豌豆应对高土壤 pH 的机制，研究人员开展转录组和微生物组研究，成果助力豌豆育种及微生物制剂开发。
高土壤 pH 严重影响植物生长和生产力，然而豌豆（Pisum sativum ssp. hortense）在应对高土壤 pH 胁迫时的转录组变化和微生物动态尚不清楚。该研究表明，高土壤 pH 会导致豌豆生长发育迟缓、生物量减少、光合作用受损以及营养状况不佳。此外，关键固氮细菌（印度根瘤菌（Rhizobium indicum）、豌豆根瘤菌（R. leguminosarum）和雷氏根瘤菌（R. redzepovicii））受到干扰，根瘤中 NifA 和 NifD 基因下调，而 NifH 基因上调，这凸显了微量营养元素平衡在豆科植物 - 微生物共生中的关键作用，以及植物为维持氮素状态的补偿性反应。
RNA 测序（RNA seq）分析显示，豌豆根部发生了广泛的转录重编程，其特征是氧化应激反应基因（如氧化还原酶、谷胱甘肽转移酶活性相关基因、金属离子转运蛋白基因）上调，而与氨裂解酶活性和离子结合相关的基因下调，这反映出营养稳态受到了更广泛的破坏。京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路分析发现，丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号通路显著富集，该通路可能与其他和胁迫耐受性、代谢调节、结构重组相关的通路相互作用，共同构成豌豆对高 pH 环境的适应性反应。
根系微生物组分析表明，Variovorax、Shinella 和 Chaetomium 显著富集，这表明在高 pH 胁迫下，豌豆可能主动招募这些微生物。一些稳定存在的菌属，如假单胞菌属（Pseudomonas）、新鞘氨醇杆菌属（Novosphingobium）、分枝杆菌属（Mycobacterium）、草螺菌属（Herbaspirillum）和拟青霉属（Paecilomyces），对胁迫条件具有较强的耐受性，它们可能构成了豌豆适应高 pH 环境的核心微生物组成分。
在一项针对性研究中，在高 pH 条件下给豌豆接种富集的微生物组，尤其是球毛壳菌（C. globosum），可以改善豌豆的生长指标，并增加根部中嗜麦芽窄食单胞菌（Stenotrophomonas）和假单胞菌属（Pseudomonas）的丰度。这表明这些细菌属可能作为球毛壳菌的辅助微生物，共同促进豌豆对高 pH 胁迫的耐受性。这些研究结果为基于微生物组辅助的育种计划，以及开发微生物菌群以增强豌豆对高 pH 环境的适应性奠定了基础。
