气候变化条件下鹰嘴豆内生菌多样性筛选及其多功能植物促生特性研究

推荐：本研究针对气候变化引发的干旱、盐碱等非生物胁迫及土传病害问题，通过筛选鹰嘴豆内生菌多样性，鉴定出5株兼具耐盐（8 dS m-1 ）、耐旱（7.5% PEG-6000）及多重PGP（植物促生）特性的菌株（如NKL2、PCS1），其IAA产量达54.87 μg ml-1 ，磷锌溶解能力突出，对镰刀菌抑制率达67.74%，为开发生物接种剂提供核心种质资源。

　　

随着全球气候变化加剧，干旱、土壤盐渍化等非生物胁迫已成为制约农作物产量的主要因素。据统计，印度约三分之二的耕地受干旱影响，而盐碱化导致1100万公顷土地生产力下降。与此同时，土传病原菌如镰刀菌（Fusarium oxysporum）的侵袭进一步加剧了作物减产。传统化学肥料和农药虽能短期缓解问题，却带来土壤健康恶化和生态风险。在此背景下，利用植物内生菌（endophytic bacteria）这一天然共生体系，开发兼具促生和抗逆功能的生物制剂，成为可持续农业的重要突破口。

位于印度Prayagraj的萨姆希金伯顿农业技术大学（SHUATS）的研究团队聚焦鹰嘴豆这一关键豆科作物，首次系统研究了当地内生菌资源在多重胁迫下的应用潜力。研究人员从两个鹰嘴豆品种（GNG-2299和HIMMAT）的叶、茎、根及根瘤中分离出65株内生菌，通过形态学、生化鉴定（如氧化酶、硝酸盐还原试验）和功能筛选，发现47.69%的菌株产纤维素酶，66.66%具荧光色素特性。尤为关键的是，菌株CCN2在8 dS m^-1
盐浓度下仍保持0.95的光密度值，而菌株CKN3在7.5% PEG-6000干旱模拟中表现最优。

研究采用三重响应生物测定（Classical triple response bioassay）、双培养拮抗试验等关键技术，结合定量分析（如分光光度法测定IAA、磷溶解量）。结果显示，根瘤来源的假单胞菌PCR4 IAA产量高达65.98 μg ml^-1
，芽孢杆菌NKL4溶解无机磷能力达18.26 μg ml^-1
。在盐胁迫条件下，接种NKL2的鹰嘴豆幼苗总鲜重提升1.55倍，盐耐受指数（STI）达1.94，显著优于对照。

研究结果部分揭示：

1. 内生菌多样性特征：65株菌中56.93%为革兰氏阴性菌，81.5%具硝酸盐还原能力，根瘤菌CCN4对碳酸锌溶解指数最高（2.3）。
2. 抗逆性能：菌株CCN2和NKS2在8 dS m^-1
   盐浓度下生长最佳，而CKN3在7.5% PEG-6000干旱条件下生物量最高。
3. PGP特性：假单胞菌PCS1对磷酸锌溶解指数达2.34，且67.74%抑制镰刀菌生长，展现双重生物防控潜力。
4. 三重响应验证：接种NKL2使盐胁迫下植株干物质积累提升1.93倍，证实其ACC脱氨酶活性可缓解乙烯胁迫。

讨论指出，这些内生菌通过分泌有机酸、调控渗透保护物质（如EPS）及竞争生态位等机制，形成"微生物护甲"效应。例如芽孢杆菌NKL1产生的嗜铁素可能螯合Na⁺
，而荧光假单胞菌的抗生素类物质直接抑制病原菌。该研究为设计区域性微生物菌剂组合（如芽孢杆菌+根瘤菌）提供了理论依据，尤其适用于南亚干旱-盐碱复合胁迫农业区。

论文发表于《Journal of Agriculture and Food Research》，其创新性在于首次将传统三重响应试验与多重PGP特性筛选结合，突破了单一功能菌株的应用局限。未来需开展田间试验验证菌株组合的协同效应，并解析其分子机制如ACC脱氨酶（ACCD）基因表达与盐耐受性的关联。这项研究为气候智能型农业提供了可推广的微生物解决方案，对保障全球豆科作物安全生产具有重要意义。