盐生植物无性繁殖关键技术研究：基质特性、盐度与PGPR互作对三种欧盟关键栖息地物种的协同效应

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【字体：大中小】 时间：2025年05月09日 来源：Estuarine, Coastal and Shelf Science 2.6

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　　为解决湿地生态修复中关键盐生植物繁殖效率低下的问题，研究人员针对Atriplex portulacoides、Arthrocaulon macrostachyum和Sporobolus maritimus开展无性繁殖优化研究。通过对比三种基质（椰糠、珍珠岩、覆盖物）、两种盐度（0/171 mM NaCl）及PGPR（植物根际促生菌）接种处理，发现椰糠显著提高存活率（A. portulacoides达97.5%），珍珠岩+高盐组合促进生物量积累，PGPR增强光合效率（ΦPSII提升）。该研究为湿地修复提供了低成本（0.84€/株）、高效率的育苗方案，发表于《Estuarine, Coastal and Shelf Science》。

论文解读

背景与挑战
海岸湿地被誉为地球生态系统的"肾脏"，贡献全球40%的生态系统服务价值，却在过去百年间因城市化、污染等因素损失25-50%植被覆盖。这类生态系统的修复核心在于重建原生植物群落，但关键盐生植物如Atriplex portulacoides（滨藜）、Arthrocaulon macrostachyum（节茎木贼）和Sporobolus maritimus（海盐草）存在种子获取难、萌发率低、生长缓慢等问题。更棘手的是，传统移栽自然种群植株成本高达1.27€/株，且破坏原生栖息地。如何通过无性繁殖技术实现规模化育苗，成为生态工程领域的"卡脖子"难题。

研究设计与方法
来自西班牙塞维利亚大学等机构的研究团队设计了三因素正交实验：

材料处理：采集三种植物茎段（S. maritimus含根），按物种特性差异种植
环境调控：设置椰糠/珍珠岩/覆盖物三种基质，结合0或171 mM NaCl灌溉（基于物种最适盐度阈值）
生物干预：接种两种PGPR复合菌剂（菌群1含Pantoea agglomerans等3株菌，菌群2含Priestia megaterium等3株菌），以非接种组对照
关键技术包括LI-6800光合仪测定A_N（净光合速率）、FMS-2荧光仪检测F_v/F_m（PSII最大光化学效率），以及GLMM（广义线性混合模型）统计验证。

突破性发现
3.1 存活率的物种特异性

A. portulacoides展现超强适应性：椰糠基质下存活率高达97.5%，显著优于珍珠岩（82.5%）和覆盖物（70%）
S. maritimus依赖"菌根共生"：接种菌群2使其存活率提升至63.6%，揭示根系共生对克隆植物的关键作用
盐度无显著影响：171 mM NaCl未降低任何物种存活率，印证盐生植物的生理适应性

3.2 生物量积累的黄金组合

珍珠岩+高盐=生物量"加速器"：该组合使A. portulacoides地上生物量增加2.3倍，归因于珍珠岩的孔隙结构（空气孔隙度>80%）促进盐离子扩散
菌群1的"促生长密码"：含IAA（吲哚乙酸）生产菌的菌群1使A. macrostachyum地下生物量提高58%，印证PGPR通过激素通路刺激根系发育

3.3 光合系统的微生物赋能

PCA分析揭示PC1轴（解释率62.1%）关键驱动：接种PGPR的植株C_e（羧化效率）提升37%，ETR（电子传递速率）增加29%
椰糠+PGPR实现"节水增效"：该组合下_iWUE（瞬时水分利用效率）达峰值，显示微生物通过调节气孔开闭（g_s）优化碳-水平衡

产业化价值
成本核算显示：

扦插育苗成本仅0.84€/株，较自然移栽降低34%
每平方米可量产115株S. maritimus，密度较传统方法提升44%
PGPR替代化肥减少氮磷流失风险，契合欧盟"绿色新政"政策

启示与展望
该研究构建了"基质-盐度-微生物"三位一体的盐生植物育苗体系，其中椰糠的持水性、珍珠岩的离子缓冲性、以及PGPR的ACC脱氨酶（降低胁迫乙烯）活性形成协同效应。未来研究需突破A. macrostachyum低存活率（57.5%）瓶颈，并测试潮汐模拟等更接近自然生境的培养条件。这项发表于《Estuarine, Coastal and Shelf Science》的成果，为全球海岸带"基于自然的解决方案"（NbS）提供了可复制的技术模板。

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