利用Paracoccus acridae BA106与柚皮素协同激活核酸机制增强大豆抗旱性以保障未来粮食安全

本研究创新性地结合根际促生菌(PGPR)Paracoccus acridae BA106与黄酮类化合物柚皮素(naringenin)，通过调控ABA(脱落酸)信号通路和抗氧化防御系统(SOD/CAT)，显著提升大豆在PEG-6000模拟干旱条件下的生长性能(RWC提高)，为应对气候变化导致的粮食危机提供了可持续农业解决方案。分子对接显示二者可协同作用于PYR1-like 4蛋白和ABA 8-羟化酶，揭示其通过核机制调控植物应激响应的新机制。

　　

Highlight

干旱作为主要非生物胁迫严重制约作物产量。本研究首次揭示PGPR菌株BA106（分离自浦项海滩蒿属植物根际）与0.1 mM柚皮素的协同效应：通过激活核酸机制显著提升大豆抗旱性。盆栽实验显示，复合处理使植株在正常和干旱条件下均改善幼苗性状、相对含水量(RWC)和抗氧化能力，同时显著降低内源ABA水平。

Discussion

传统微生物接种在极端干旱下效果有限，而本研究突破性地发现：

1. 1.

   BA106通过分泌次级代谢物（糖类/有机酸）维持细胞渗透平衡

2. 2.

   柚皮素作为天然氧化还原调节剂，与微生物协同激活抗氧化防御系统（SOD活性提升37%，CAT增加29%）

3. 3.

   分子对接证实二者可精准结合PYR1-like 4蛋白（结合能-8.9 kcal/mol）和ABA 8-羟化酶关键活性位点，双向调控ABA信号与降解通路

Conclusion

这种"微生物-植物代谢物"协同策略为应对气候变暖导致的粮食危机提供新思路：

• 田间可实现性：复合处理成本较传统方法降低42%

• 机制创新：首次阐明通过核机器调控干旱响应的分子路径

• 应用前景：可扩展至玉米、小麦等主粮作物抗旱育种