茉莉酸招募戈登氏红球菌降解草铵膦：辣椒毒性缓解的根际微生物互作机制

这篇综述揭示了草铵膦（GLU）胁迫下辣椒通过茉莉酸（JA）招募戈登氏红球菌（Rhodococcus gordoniae）TR-5菌株的分子机制，阐明了根际微生物与植物代谢物协同降解农药的生态策略。研究通过优化培养条件（35°C，pH 6.38）实现95%的GLU降解效率，为土壤生物修复和可持续农业提供了新思路。

　　

引言

现代农业广泛使用草铵膦（GLU）等除草剂，但其残留会破坏土壤微生物群落和植物代谢网络。GLU通过抑制谷氨酰胺合成酶（GS）活性，导致铵离子积累和光合作用受损，引发氧化应激反应。辣椒作为重要经济作物，其响应GLU胁迫的根际微生物互作机制尚不明确。

材料与方法

实验在海南大学热带农林学院智能温室进行，采集海南澄迈县GLU污染土壤。通过高通量测序分析微生物群落，结合UPLC-MS/MS检测植物激素（JA、SA）、氨基酸和酚酸类物质。采用QuEChERS法测定GLU残留，并筛选高效降解菌株TR-5，优化其降解条件（温度、pH、接种量）。分子 docking 预测GLU与靶蛋白（如COMT1、BSMT1）的相互作用。

结果

GLU对辣椒生长的影响
GLU处理导致辣椒株高、鲜重下降50%以上，叶片黄化和根长抑制（图1）。叶绿素a/b含量降低61.35%，ROS（H₂O₂）积累2.45倍，激活POD（3.18倍）和CAT等抗氧化酶（图1N）。

代谢物与微生物群落变化
GLU上调叶片中亮氨酸（Leu）、苯丙氨酸（Phe）等氨基酸，同时JA在根际富集40.9%（图3B）。根际微生物中红球菌属（Rhodococcus）显著富集，与JA呈正相关（图5I）。

TR-5菌株的降解特性
分离的戈登氏红球菌TR-5在35°C、pH 6.38下对800 mg/kg GLU降解率达95%（图6D）。JA（1 mg/L）促进菌株生长8.03%，而咖啡酸抑制15.65%（图7C）。分子 docking 显示GLU与JA靶蛋白（结合能-4.8 kcal/mol）和咖啡酸靶蛋白（-6.7 kcal/mol）特异性结合（图7D）。

讨论

GLU胁迫下，辣椒通过分泌JA招募TR-5菌株，形成“植物-微生物”协同解毒机制。JA作为化学引诱剂，增强菌株代谢活性，而咖啡酸可能干扰其能量通路。该研究为农药残留的微生物修复提供了新靶点，例如将TR-5制成生物肥料，结合JA调控提升田间修复效率。

结论

研究明确了JA介导的戈登氏红球菌TR-5降解GLU的分子途径，揭示了根际代谢物调控微生物功能的生态规律，为农业污染治理和作物抗逆性改良提供了理论依据。