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为解决环境胁迫对柑橘生产的影响，研究人员开展恶臭假单胞菌（Pseudomonas putida）KT2440 和新鞘氨醇菌（Novosphingobium）sp.HR1a 接种柑橘的研究。发现接种可缓解高温强光（HSHL）胁迫，提升光合效率等，为柑橘抗逆提供新策略。
在全球气候变化的大背景下，农业正面临着前所未有的挑战。极端天气事件频发，高温与强光往往相伴而来，对农作物的生长和产量造成了严重威胁。柑橘作为全球重要的经济作物，其生产也深受高温强光胁迫（HSHL）的影响，面临着叶片脱落、光合效率下降、氧化损伤加剧等问题。如何提高柑橘对这类逆境的抗性，成为农业领域亟待解决的关键问题。传统的农业措施如大量使用化肥和农药，不仅会对环境造成污染，还可能导致土壤质量下降和农产品安全隐患。因此，寻找一种环境友好、可持续的方法来增强柑橘的抗逆性至关重要。
在这样的背景下，西班牙的研究人员开展了利用植物促生菌（PGPR）提升柑橘抗高温强光胁迫能力的研究。该研究成果发表在《Environmental and Experimental Botany》上，为柑橘抗逆栽培提供了新的思路和方法。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：选取一年生的克利奥帕特拉柑橘（Citrus reshni）植株，在人工气候室中进行培养和胁迫处理；通过接种恶臭假单胞菌（Pseudomonas putida）KT2440 和新鞘氨醇菌（Novosphingobium）sp.HR1a 菌液，设置不同的处理组；运用光合测定系统（LI-6800）测量叶片光合速率（A），使用便携式荧光仪（Fluor Pen FP-MAX 100）测定光系统 II 量子产率（?PSII）；采用分光光度法检测丙二醛（MDA）含量以评估氧化损伤，通过酶活性测定法分析过氧化氢酶（CAT）活性；利用实时定量 PCR（qPCR）技术检测 WRKY40、WRKY76、HSF30 等基因的表达水平；运用气相色谱 - 质谱联用（GC-MS）技术分析叶片中的糖和氨基酸等代谢物含量。
3.1 表型特征
在对照条件下，无论是否接种细菌，柑橘植株均未出现叶片损伤。然而，在高温强光胁迫下，未接种的植株出现了 22.62% 的受损叶片和 25.04% 的落叶，而接种恶臭假单胞菌的植株未出现叶片损伤和脱落，接种新鞘氨醇菌的植株虽有 22.18% 的受损叶片，但无落叶现象。这表明两种菌的接种均能显著减轻高温强光对柑橘叶片的损伤，尤其是恶臭假单胞菌在防止叶片脱落方面效果更为显著。
3.2 光合机制
接种细菌显著提高了柑橘植株在对照和高温强光胁迫条件下的光合速率（A）。在对照条件下，接种恶臭假单胞菌和新鞘氨醇菌的植株光合速率分别比未接种植株高 1.72 倍和 1.65 倍；在高温强光胁迫下，接种恶臭假单胞菌的植株光合速率比未接种植株高 1.30 倍。此外，高温强光胁迫导致光系统 II 量子产率（?PSII）显著下降，但接种细菌的植株?PSII值比未接种植株高 1.32 倍和 1.29 倍。这说明接种 PGPR 能够有效维持或提高柑橘在胁迫条件下的光合效率，保护光合机构。
3.3 氧化状态
高温强光胁迫使未接种植株的丙二醛（MDA）含量增加了 2.37 倍，而接种恶臭假单胞菌和新鞘氨醇菌的植株 MDA 含量分别仅增加 1.94 倍和减少 62%。在对照条件下，细菌接种对过氧化氢酶（CAT）活性无影响，但在高温强光胁迫下，接种植株的 CAT 活性分别比对照提高 1.28 倍和 1.41 倍。这表明两种菌通过增强抗氧化酶活性和减少脂质过氧化，有效缓解了高温强光引起的氧化应激。
3.4 叶片植物激素含量
在高温强光胁迫下，水杨酸（SA）含量在未接种和接种植株中均显著增加，其中接种新鞘氨醇菌的植株 SA 含量比未接种植株高 2.15 倍。脱落酸（ABA）含量在高温强光胁迫下普遍下降，接种新鞘氨醇菌的植株 ABA 含量降幅更大，而接种恶臭假单胞菌的植株 ABA 含量略有增加。在对照条件下，接种新鞘氨醇菌使吲哚乙酸（IAA）含量增加 2.43 倍，高温强光胁迫下各处理间 IAA 含量无显著差异。这些结果表明，PGPR 通过调节激素水平来增强柑橘的抗逆性。
3.5 基因表达
高温强光胁迫下，WRKY40、WRKY76 和 HSF30 基因的表达均显著上调。接种恶臭假单胞菌和新鞘氨醇菌进一步增强了这些基因的表达，其中接种新鞘氨醇菌的植株 HSF30 基因表达量比未接种植株高 478.54 倍。这些基因参与了胁迫信号传导、活性氧（ROS）清除和热耐受等过程，表明 PGPR 通过激活相关基因的表达来提高柑橘的抗逆能力。
3.6 代谢谱
在糖代谢方面，高温强光胁迫下接种恶臭假单胞菌的植株蔗糖含量增加 2.22 倍，而果糖和葡萄糖含量在接种植株中有所下降或维持。在氮代谢方面，高温强光胁迫导致 γ- 氨基丁酸（GABA）、鸟氨酸、精氨酸等氨基酸含量显著增加，这些代谢物的积累可能为植株在胁迫条件下提供能量和碳源。
综上所述，该研究表明，接种恶臭假单胞菌 KT2440 和新鞘氨醇菌 sp.HR1a 能够通过保护光合性能、调节活性氧清除系统、改变激素谱和上调胁迫响应基因等多方面机制，显著增强克利奥帕特拉柑橘对高温强光胁迫的耐受性。这一发现为柑橘种植中应对气候变化带来的逆境提供了一种可持续、环保的解决方案，具有重要的理论和实践意义。通过利用植物促生菌来提升作物抗逆性，有望减少农业生产中对化学投入品的依赖，促进农业的可持续发展。
