综述：内生菌：可持续农业的关键角色：机制、组学见解与未来展望

这篇综述全面探讨了内生菌（endophytes）在可持续农业中的多重作用，包括促进植物生长（PGP）、增强抗逆性（如干旱、盐胁迫）及生物防治（如通过群体感应抑制quorum quenching）。文章整合了基因组学（omics）和代谢组学技术，揭示了内生菌与植物的分子互作机制（如ACC脱氨酶基因acdS调控乙烯通路），并展望了其作为生物肥料（biofertilizers）和生物刺激剂（biostimulants）的应用潜力。

　　

内生菌与植物的共生关系

内生微生物（细菌和真菌）通过定殖植物组织形成共生关系，促进植物生长、养分吸收和胁迫耐受。其成功定殖依赖于宿主基因型、微生物菌株特性及环境因素。例如，Azoarcus sp. BH72通过内切葡聚糖酶基因eglA入侵水稻根系，而Bacillus subtilis则分泌subtilomycin抑制植物免疫反应以维持定殖。

养分获取的微生物机制

内生菌通过固氮（nif基因簇）、溶磷（如Pseudomonas spp.）和铁载体（siderophores）合成等途径改善植物营养。例如，Priestia aryabhattai在盐渍土中通过分泌渗透调节物质促进小麦根系发育；而Deinococcus radiodurans通过锰复合物清除活性氧（ROS），缓解镉（Cd²⁺）和铅（Pb²⁺）的毒性。

胁迫管理的多维度策略

干旱胁迫：Piriformospora indica通过激活抗氧化酶和渗透调节物质（如脯氨酸）增强水稻耐旱性。盐胁迫：Enterobacter spp.通过ACC脱氨酶降低乙烯水平，减轻离子毒性。病原抵抗：Pseudomonas fluorescens分泌2,4-二乙酰间苯三酚（2,4-DAPG）抑制土传真菌。

组学技术与工程化应用

基因组学揭示了关键功能基因（如固氮nifH、生物膜形成bcsA），而代谢组学解析了次生代谢物（如抗菌肽）的合成通路。CRISPR-Cas9技术已用于改造Edenia gomezpompae的聚酮合酶基因（EgPKS），优化代谢产物生产。

挑战与未来方向

当前研究需解决宿主特异性、规模化制备及田间稳定性问题。例如，Epichloe属真菌的抗病效果受宿主基因型影响显著。未来可通过合成生物学设计多功能菌群，结合多组学数据推动气候智能型农业。

全文通过机制解析与技术整合，凸显了内生菌在减少化肥农药依赖、提升作物韧性方面的战略价值。