综述：木豆（Cajanus cajan）共生根瘤菌的生物多样性及其在可持续农业中的潜在应用

这篇综述系统梳理了木豆（Cajanus cajan）作为全球第六大食用豆类的多重价值，重点探讨了其共生根瘤菌（rhizobia）的遗传多样性、分类学地位及作为生物肥料（biofertilizers）的应用潜力。通过35年文献计量分析，揭示了木豆与7属20种根瘤菌的共生关系，尤其以慢生根瘤菌属（Bradyrhizobium）为主导，并强调其在固氮（BNF）、磷活化及抗旱性方面的独特优势，为可持续农业提供了自然解决方案。

　　

木豆：被忽视的可持续农业宝藏

引言

木豆（Cajanus cajan）作为全球第六大食用豆类，年产量达500万吨，在非洲、亚洲和美洲等100多个国家中为超过10亿人口提供营养支持。其种子富含蛋白质（21-24%）和矿物质，叶片可作为饲料，全株还能通过共生根瘤菌固定大气氮（N₂），显著提升土壤肥力。然而，这一多功能作物在部分西非地区面临弃种危机，亟需科学界关注。

共生根瘤菌的多样性

通过16S rRNA和多位点序列分析（MLSA），研究发现木豆能与7属根瘤菌形成共生关系，包括α-变形菌纲的慢生根瘤菌（Bradyrhizobium）、中华根瘤菌（Sinorhizobium）和中慢生根瘤菌（Mesorhizobium），以及β-变形菌纲的伯克霍尔德菌（Paraburkholderia）。其中，慢生根瘤菌占比最高（如B. yuanmingense），且部分菌株（如B. cajani和B. ivorense）为新发现物种。

宿主广谱性与共生机制

木豆表现出与常见豆类（如豇豆、菜豆）相当的广谱共生特性，其根瘤菌携带至少6种共生变种（symbiovars），如sv. cajani和sv. americensis。值得注意的是，部分根瘤菌（如Sinorhizobium fredii NGR234）能跨宿主结瘤，而争议性菌株（如某些Rhizobium）的结瘤能力仍需验证。

生物肥料开发进展

慢生根瘤菌因其高效固氮能力成为木豆接种剂的首选。澳大利亚的CB1024（B. yuanmingense）和巴西的SEMIA 6157已商业化，而印度、科特迪瓦和多米尼加的本土菌株在温室试验中表现优异。例如，科特迪瓦的B. ivorense CI-41S使植物生物量提升71%。然而，非洲地区因资金和技术限制，田间推广仍面临挑战。

未来展望

木豆的耐旱性和土壤改良能力使其成为应对气候变化的战略作物。进一步研究需聚焦于根瘤菌竞争性、环境适应性及与宿主基因型的匹配度，以推动其在生态农业中的应用。此外，新发现的根瘤菌类群和共生变种为微生物资源库增添了宝贵内容，亟待通过基因组学深入解析其共生机制。

结语

木豆及其共生微生物的协同作用，为全球粮食安全和土壤健康提供了低成本的解决方案。通过整合传统农艺与微生物技术，这一“被遗忘的作物”有望在可持续农业中焕发新生。