水稻根系分泌物调控植物促生菌功能性状：迈向根际工程的新一步

为优化植物-微生物互作并提升根际功能，研究人员聚焦水稻根系分泌物对5株系统发育多样化的植物促生根际细菌(PGPR)功能性状的调控作用。通过评估生长、趋化性、生物膜形成及细胞壁降解酶活性等指标，发现菌株NE14和FD48对品种BPT5204和Co51的分泌物响应显著。GC-MS分析揭示了品种及生育期特异性代谢物（如十六烷酸、丙酸等）的关键调控作用，为PGPR介导的根际工程提供了理论依据和实践框架。

　　

这项研究揭示了水稻根系分泌物如何精准调控植物促生根际细菌(Plant-Growth-Promoting Rhizobacteria, PGPR)的功能性状。研究人员选取五株系统发育差异显著的PGPR菌株——固氮菌(Azotobacter chroococcum, Ac1)、脂螺菌(Azospirillum lipoferum, Az204)、绿针假单胞菌(Pseudomonas chlororaphis, ZSB15)、高地芽孢杆菌(Bacillus altitudinis, FD48)和内栖普氏菌(Pristia endophytica, NE14)，探究其对三个水稻品种(BPT5204、Co51和Co55)在分蘖期和穗分化期根系分泌物的响应规律。

实验聚焦四大功能性状：细菌生长动力学、化学趋向性(chemotaxis)、生物膜(biofilm)形成能力以及细胞壁降解酶活性。结果显示，NE14和FD48菌株对BPT5204和Co51品种的分泌物表现出显著的功能激活，其生物膜形成和趋化响应尤为突出。通过气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)解析发现，不同品种和生育期的根系分泌物存在显著成分差异，其中十六烷酸(hexadecanoic acid)、丙酸(propionic acid)、十八碳烯酸甲酯(octadecenoic acid methyl ester)和反式-3-羟基肉桂酸(trans-3-hydroxycinnamic acid)等代谢物可能是调控PGPR行为的关键信号分子。

主成分分析(PCA)和相关性研究进一步表明，细胞壁降解酶活性和趋化性是决定菌株根际适应能力(rhizosphere competence)的核心因素。该研究不仅建立了基于功能性状的PGPR筛选体系，更为通过根系分泌物定向调控微生物功能的根际工程策略提供了重要理论支撑。这些发现为开发"设计型根际微生物组"奠定了概念基础，对实现农业可持续发展具有重要启示。