盐生植物根际促生菌Halomonas alkaliantarcticae M23通过调控离子平衡与微生物群落增强玉米耐盐性的机制研究

为解决土壤盐渍化对作物生长的抑制问题，山西农业大学团队从盐生植物Suaeda salsa根际分离出耐盐促生菌Halomonas alkaliantarcticae M23，发现其通过提升玉米K+/Na+比值、抗氧化酶活性及ABA水平，并重塑根际微生物群落，显著增强玉米耐盐性。该研究为盐碱地作物增产提供了新型微生物资源，发表于《BMC Plant Biology》，具有重要农业应用价值。

　　

论文解读

研究背景
全球超过10亿公顷耕地因土壤盐渍化而荒废，盐胁迫通过离子毒性（如Na⁺积累）、渗透失衡和氧化损伤（如ROS爆发）三重机制抑制作物生长。传统转基因育种周期长、成本高，而植物根际促生菌（PGPB）因其生态友好特性成为研究热点。然而，现有PGPB在极端盐碱环境中的定殖能力与作用机制尚不明确。

研究设计与方法
山西农业大学马海珍团队从山东盐碱地Suaeda salsa根际分离出耐14% NaCl的Halomonas alkaliantarcticae M23，通过火焰光度法测定离子含量，LC-MS分析氨基酸代谢，qPCR检测基因表达，16S rDNA测序解析微生物群落，并结合盆栽实验验证其对玉米耐盐性的影响。

研究结果

1. 菌株特性与耐盐机制
M23在14% NaCl下仍可分泌IAA（3.82 μg/mL），并通过吸收Na⁺、释放K⁺调节培养基离子平衡。盐胁迫下其胞内脯氨酸（增幅8162%）、谷氨酸（264%）等渗透调节物质显著积累。

2. 玉米生理响应
接种M23使盐胁迫玉米叶片K⁺/Na⁺比值提升2.1倍，抗氧化酶（GST+88%，APX+44%）活性增强，ABA含量提高18%。qPCR显示NHX家族基因（如NHX8）和HAK钾转运体基因表达上调。

3. 根际微生态重塑
M23接种使盐碱土中脲酶活性提升31%，并富集Bryobacter（促生菌）、Nocardioides（耐盐菌）等有益菌属。α多样性指数（Shannon+35%）显著恢复。

结论与意义
该研究首次揭示M23通过“离子平衡-抗氧化-激素信号-微生物互作”四维网络增强玉米耐盐性，其耐14% NaCl的特性使其在盐碱地改良中具独特优势。未来田间试验将推动其作为生物肥料的应用，为全球粮食安全提供新策略。