综述：非生物和生物胁迫条件下促进植物生长的根际细菌优化植物抗性

这篇综述系统阐述了植物促生菌（PGPRs）通过固氮、溶磷、分泌铁载体等直接机制，以及诱导系统抗性（ISR）、产生抗菌酶等间接机制，帮助植物抵御盐胁迫（Na+/K+失衡）、干旱（ABA调控）、重金属（ROS清除）等胁迫，为替代化学肥料提供可持续农业解决方案。

　　

引言

全球作物生产正面临非生物（如盐碱、干旱、极端温度）和生物胁迫（病原体）的双重威胁。植物促生菌（PGPRs）作为根际有益微生物，通过多维度机制增强植物抗逆性，同时减少对化学肥料的依赖。

直接促生机制

生物固氮：根瘤菌（Rhizobium）与豆科植物共生形成根瘤，将大气氮转化为氨；非共生固氮菌如Azotobacter和Azospirillum每年可固定20-30 kg N/ha。激素调控：假单胞菌（Pseudomonas）分泌吲哚-3-乙酸（IAA）促进根系发育，其效果呈浓度依赖性。溶磷作用：芽孢杆菌（Bacillus）通过分泌草酸、柠檬酸等有机酸，将难溶性磷酸钙（Ca₃(PO₄)₂）转化为可吸收形态。

间接抗逆机制

铁载体介导：在缺铁条件下，PGPRs分泌嗜铁素螯合Fe³⁺，缓解离子竞争。抗菌酶系统：荧光假单胞菌（P. fluorescens）产生几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶，直接裂解镰刀菌（Fusarium）细胞壁。诱导抗性：通过JA/ET信号通路激活ISR，与SA依赖的系统获得抗性（SAR）协同增强植物免疫。

非生物胁迫缓解

盐胁迫：PGPRs调控SOS1和NHX1基因表达，维持Na⁺/K⁺平衡；胞外多糖（EPS）形成物理屏障减少钠吸收。干旱响应：Bacillus amyloliquefaciens上调DREB-1E基因，促进脯氨酸积累以维持渗透平衡。温度胁迫：热激蛋白（HSPs）和冷响应蛋白（AFPs）分别稳定高温和低温下的细胞结构。

生物修复潜力

在重金属污染土壤中，PGPRs通过分泌谷胱甘肽（GST）和植物螯合素（PCs）螯合Cd²⁺、Pb²⁺等毒性离子，同时通过ACC脱氨酶降低胁迫乙烯水平。

多组学整合

基因组学揭示HKT1转运体基因多态性；蛋白质组学鉴定到SOD、CAT等抗氧化酶；代谢组学追踪渗透调节物质（如甜菜碱）的动态变化。这些技术为设计抗逆作物提供分子蓝图。

应用挑战

尽管PGPRs具生态优势，但田间效果受土壤类型、菌株适应性限制。开发长效菌剂（如包埋技术）和结合保护性耕作是未来优化方向。

结论

PGPRs通过"微生物-植物-环境"三位一体互作，为应对气候变化下的粮食安全挑战提供绿色解决方案，其产业化需跨学科协作攻克稳定性与标准化难题。