促生细菌接种对欧洲油橄榄根系生长及根分泌物化学组分的调控效应

《Microbial Ecology》：Azospirillum–Methylobacterium Inoculation Enhances Olive Growth and Reshapes Root Exudate Chemistry: A Preliminary TD-GC-MS Characterization

摘要

促生细菌（PGPB）越来越多地被应用于多年生作物，但它们在根部-土壤界面上的化学特征在橄榄等物种中仍研究不足。在本研究中，温室种植的欧洲油橄榄（Olea europaea L. cv. Leccino）分别被接种了芽孢杆菌属（单菌株或联合体）和共生甲基杆菌 SB0023/3T。土壤接种处理包括单菌株 Sp245、微生物联合体（MIX：Azospirillum spp–M. symbioticum）以及水对照。此外，共生甲基杆菌还以叶面喷施方式施用。所有处理每月进行一次，共三次，持续12周的温室试验（3月初至5月底）。记录了植物的形态生理性状，并通过热脱附（TD）-气相色谱-质谱（GC-MS）对根分泌物进行了化学分析。总体而言，微生物接种显著改善了根部形态和生物量。使用 MIX 时表现最佳，增强了初生根和次生根的生长以及地下和地上器官的干物质（根、茎和叶的干重分别比对照增加了70.2%、98.6%和65.3%）。叶面施用共生甲基杆菌独特地提升了叶面积和叶绿素指数（分别比对照增加83.8%和33.3%）。通过热脱附-气相色谱-质谱（原位HMDS衍生化）对根分泌物分析，揭示了四种一致的代谢物类别——有机酸（乙醇酸、乳酸、羟基丁酸）、甘油、碳水化合物（如葡萄糖、醛酸γ-内酯）和肌醇（七种异构体）。在每种代谢物类别中，各处理间均存在显著差异。特别是，MIX 诱导了最高的酸类、碳水化合物和肌醇信号（有机酸信号最高比对照高约17倍），而肌醇在对照样品中未检测到。综合这些结果表明：（1）PGPB（尤其是联合体）可增强橄榄根系生长；（2）接种后根分泌物化学组成发生重新构型，偏向酸类、糖类、糖醛内酯和肌醇类物质。据我们所知，这是首次对PGPB处理条件下橄榄根分泌物进行化学解析的热脱附-气相色谱-质谱表征。