综述:盐诱导化学信号对根际微生物组-植物互作的影响

【字体: 时间:2025年07月23日 来源:Journal of Crop Health

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  (编辑推荐)本综述系统阐述了盐胁迫下植物通过积累脯氨酸、激活抗氧化系统(SOS1/NHX1/HKT1转运体)与根际微生物组(PGPR)的协同机制,揭示了盐诱导化学信号调控基因表达的新范式,为抗盐作物育种和可持续农业提供理论支撑。

  

盐胁迫作为重要的非生物胁迫因素,通过引发高渗应激、氧化损伤和离子失衡显著抑制植物生长。土壤盐渍化主要源于自然因素与不当灌溉,迫使植物进化出多维度适应策略:包括脯氨酸等渗透调节物质的积累、抗氧化酶系统的激活,以及SOS1、NHX1、HKT1+/K+转运体的上调表达。

根际微生物组被证实是植物对抗盐胁迫的"天然盟友"。特定微生物群落通过分泌ACC脱氨酶降低乙烯水平,分泌铁载体促进铁吸收,并诱导系统抗性(ISR)增强植物耐盐性。盐诱导的化学信号如黄酮类、独脚金内酯(SLs)等次生代谢物,充当植物与微生物的"分子语言",调控着两者间的动态互作网络。

在分子层面,盐胁迫激活的SOS信号通路(SOS3-SOS2-SOS1级联)通过调控Na+外排维持离子稳态。同时,微生物衍生的N-酰基高丝氨酸内酯(AHLs)等群体感应分子可诱导植物抗氧化基因(SOD、POD、CAT)的表达。这种跨界调控使得共生体系能协同应对氧化爆发,其机制涉及MAPK信号通路的交叉对话。

应用前景方面,植物促生菌(PGPR)如芽孢杆菌属(Bacillus)、假单胞菌属(Pseudomonas)的田间接种已显示出增产效果。结合CRISPR-Cas9等基因编辑技术靶向修饰SOS通路关键基因,或通过合成微生物群落(SynComs)精准调控根际微环境,将为盐碱地农业提供创新解决方案。当前研究挑战在于解析化学信号的空间动态传递规律,以及开发跨物种信号分子的递送载体。

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