探究谷子(Setaria italica)抗旱耐高温协同胁迫的生理机制及微生物生态调控策略

来自印度的研究人员针对干旱半干旱地区谷子因降雨模式改变与高温胁迫导致的减产问题，开展了抗旱耐高温协同胁迫的生态调控研究。通过24个谷子基因型筛选获得耐胁迫型(ISe-15)和敏感型(ISe-254)，发现胁迫会提升脱落酸(ABA)并降低赤霉素(GA)，耐胁迫型代谢特征表现为酚类、碳水化合物和羟基肉桂酸升高而脂肪酸降低。采用1% PPFM（植物共生甲基杆菌）和1% PGPB（植物促生菌）叶面喷施，使敏感型渗透调节物质提升54%/47%，膜损伤降低57%/47%，产量最高提升54%，其中PPFM效果更优。

　　

谷子作为干旱半干旱地区的主粮作物，正面临降雨异常与极端高温的双重威胁。科学家们在人工气候棚(rain-out shelter)中对24个谷子品种进行30天断水处理（土壤湿度40%→8%+气温36-40°C），筛选出极端耐胁迫品种ISe-15和敏感品种ISe-254。深入研究发现，双重胁迫会触发植物"应激激素"脱落酸(ABA)飙升，同时抑制"生长引擎"赤霉素(GA)。代谢组学检测显示，耐旱品种就像装备了"生化防护盾"——酚类化合物、糖类物质和羟基肉桂酸浓度显著提升，而细胞膜"破坏者"脂肪酸含量降低。

研究团队为敏感品种开出"微生物处方"：在开放顶棚(OTC)中，用含1%植物共生甲基杆菌(PPFM)和1%植物促生菌(PGPB)的溶液进行叶面喷洒。这些"微型特种兵"显著增强细胞渗透调节能力（脯氨酸等物质增加54%/47%），修复受损细胞膜（电解质泄漏减少47%/57%），并激活超氧化物歧化酶(SOD)等"抗氧化护卫队"。最终敏感品种产量逆袭提升54%，其中PPFM菌剂展现出更强战力。这项研究为应对气候变化下的粮食安全提供了"以菌治灾"的创新方案。