综述：胁迫诱导植物根际促生菌生长调控的生化机制

这篇综述系统阐述了植物根际促生菌（PGPR）通过调控植物激素（如IAA、ABA、JA等）、激活代谢通路（如多组学技术揭示的基因组-蛋白组-代谢组网络）及增强胁迫抗性（生物/非生物胁迫）的生化机制，为气候智慧型农业提供理论支撑。其创新性在于整合了PGPR分类（iPGPR/ePGPR）、功能（生物肥料/生物防治）与前沿技术（多组学），并指出未解析的遗传-酶促互作网络是未来研究重点。

　　

植物与微生物的生化对话：PGPR如何成为植物的"抗压教练"

Abstract
生物化学揭示了植物与根际微生物通过化学-物理-生物手段共享代谢信息的奥秘。当植物面临胁迫时，土壤中的植物根际促生菌（PGPR）如同精密的生化工程师，既能促进植物生长，又能通过代谢干预助其抵御逆境。多组学技术（代谢组学、蛋白组学、基因组学等）正逐步解码这些复杂互作，为农业可持续发展提供新思路。

Introduction
根际微区是PGPR与植物"对话"的主战场。这些细菌通过紧密（iPGPR）或松散（ePGPR）的定植方式，调控养分吸收、病原抵抗和胁迫耐受。植物则启动遗传机制合成渗透调节物质（如脯氨酸）和保护性蛋白，而PGPR的介入使这一过程效率倍增。值得注意的是，植物激素合成基因网络尚未完全破译，特别是与根尖分生组织（RAM）和茎尖分生组织（SAM）中多能干细胞相关的信号传导仍存在大量盲区。

Role of PGPRs in plant hormonal modulation
PGPR堪称植物激素的"调音师"：

• 通过分泌吲哚-3-乙酸（IAA）直接促进根系发育
• 调节1-氨基环丙烷-1-羧酸（ACC）脱氨酶活性降低乙烯胁迫
• 激活茉莉酸（JA）和水杨酸（SA）通路增强系统抗性
  典型案例是枯草芽孢杆菌通过¹³
  C标记实验证实能加速赤霉素（GA₃
  ）的合成周转，使水稻在盐胁迫下生物量提升37%。

PGPR classification and genetic action mechanism
根据作用模式可分为：

1. 生物肥料型：如固氮螺菌（Azospirillum）提升N/P利用率
2. 生物防治型：如假单胞菌（Pseudomonas）合成抗菌素
3. 根际修复型：降解有机污染物
   全基因组关联分析（GWAS）发现，iPGPR的III型分泌系统（T3SS）基因簇与宿主特异性密切相关。

Alterations in crop physiology
PGPR接种可使小麦根系表面积增加2.1倍，这与IAA诱导的质膜H⁺
-ATPase活性升高直接相关。更有趣的是，用¹⁵
N示踪技术发现接种根瘤菌的大豆能将氮素利用效率提升至对照组的218%。

Multi-omics approach
单细胞转录组揭示：接种PGPR的拟南芥根尖中，生长素响应因子ARF7表达量激增5.8倍。代谢流分析显示，三羧酸（TCA）循环中间物α-酮戊二酸水平变化与脯氨酸积累呈显著正相关（R²
=0.92）。

Unsolved mysteries
关键盲点包括：

• 铁载体pyoverdine合成酶在干旱下的调控机制
• 小RNA跨界调控的分子载体
• 多胁迫叠加时的激素串扰网络

Conclusion
PGPR通过"代谢重编程"策略使植物在胁迫中获得"超能力"，这种互作既依赖细菌的基因工具箱（如ACC脱氨酶基因acdS），也受植物基因型制约。未来需开发PGPR-作物匹配数据库，让微观世界的生化对话真正赋能宏观农业。