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土壤盐渍化威胁蔬菜生产，离子毒性是主因。本研究针对根际微生物能否通过调控离子稳态增强植物耐盐性展开研究，发现接种盐诱导根际微生物（SiRMs）可显著提升黄瓜幼苗耐盐性，调节离子转运基因表达，为缓解土壤盐害提供新方向。
土壤盐渍化如同隐匿的 “耕地杀手”，正悄然侵蚀着全球超过 10% 的土地，成为蔬菜生产的严峻挑战。对于根系浅生的黄瓜而言，土壤中过量的 Na?、Cl?等盐离子不仅会打破细胞内的离子平衡，引发氧化应激损伤，还会抑制水分和养分吸收，导致产量与品质大幅下降。尽管根际微生物被证实能促进植物生长并增强抗逆性，但微生物群落通过调控离子稳态（Ion Homeostasis）提升植物耐盐性的机制却鲜为人知。为揭开这一科学谜题，新疆农业大学园艺学院的研究团队开展了深入研究，相关成果发表在《BMC Plant Biology》，为盐碱地农业生产提供了重要的理论与技术支撑。
研究人员采用高通量测序、非损伤微测技术（NMT）、转录组分析（RNA-seq）及实时荧光定量 PCR（qRT-PCR）等关键技术。首先从盐胁迫下的黄瓜根际土壤中富集微生物群落（SiRMs），通过 16S rRNA 基因测序解析其组成，发现芽孢杆菌属（Bacillus）为优势菌群。随后设置对照（Control）、SiRMs 接种（Rh）、75 mM NaCl 处理（Na）及 SiRMs 接种 + NaCl 处理（RN）四组实验，系统分析幼苗的生长指标、生理参数、离子含量及基因表达变化。
盐胁迫对根际微生物群落的影响
高通量测序显示，盐胁迫显著改变了根际微生物的组成与功能。变形菌门（Proteobacteria）相对丰度显著增加，而绿弯菌门（Chloroflexi）、疣微菌门（Verrucomicrobiota）等丰度下降。主坐标分析（PCoA）和约束主坐标分析（CPCoA）表明，盐胁迫是导致微生物群落结构差异的关键因素，且根际土壤与根系内生菌群落差异显著。功能预测显示，与养分循环相关的化学异养、硝酸盐还原、芳香化合物降解等功能通路被显著激活。
SiRMs 增强黄瓜幼苗耐盐性
在盐胁迫下，接种 SiRMs 的黄瓜幼苗表现出显著的生长优势：株高增加 61.3%，地上部和根系鲜重分别增长 45.3% 和 38.9%，根系长度、表面积和体积均提升约 48%。生理指标显示，SiRMs 可提高超氧化物歧化酶（SOD）活性 4.1%，降低过氧化物酶（POD）活性 10.5% 和超氧阴离子（O??）含量 3.7%，同时显著增强根系活力与光合效率，促进磷、钾、镁等养分的吸收。
SiRMs 调控离子稳态的机制
离子含量分析表明，SiRMs 可显著降低根、茎、叶中的 Na?含量（降幅 9.7%-18.9%），同时提升 K?含量（增幅 16.9%-32.7%）。非损伤微测显示，SiRMs 促进根系 Na?外排速率提升 18.3%，并抑制 K?外排（降幅 76.7%）。转录组与 qRT-PCR 结果揭示，SiRMs 通过上调 Na?/K?逆向转运蛋白基因 CsHKT1、高亲和性 K?转运蛋白基因 CsHAK5、阳离子 / H?交换蛋白基因 CsCHX18;4，以及 H?-ATP 酶基因 CsHA3 和 Ca2?/H?交换蛋白基因 CsCAX3 的表达，同时下调非选择性阳离子通道基因 CsCNGC14、CsCSC1 等，精准调控离子转运，维持细胞内的离子平衡。
研究结论与意义
本研究首次从微生物群落层面证实，盐诱导根际微生物（SiRMs）可通过重塑离子转运网络，维持 K?/Na?平衡，激活抗氧化系统，并促进根系发育与养分吸收，从而显著提升黄瓜幼苗的耐盐性。这一发现不仅揭示了植物 - 微生物互作增强抗逆性的新机制，也为盐碱地农业生产提供了 “微生物辅助耐盐” 的新策略。未来通过筛选高效微生物组合，有望开发出环境友好型的生物制剂，为缓解全球土壤盐渍化危机、保障蔬菜稳产供应开辟新路径。研究中鉴定的关键基因（如 CsHKT1、CsHAK5）及功能菌群（如芽孢杆菌），将成为耐盐作物分子育种与微生物菌剂研发的重要靶点。
