《Biocatalysis and Agricultural Biotechnology》：Seed biopriming with
Bacillus pumilus VLY 17 mitigates drought stress in upland rice
编辑推荐：
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我们评估了利用细菌内生菌进行种子生物刺激以提高水稻的耐旱性。
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在体外试验和田间条件下，
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我们评估了利用细菌内生菌进行种子生物刺激以提高水稻的耐旱性。
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在体外试验和田间条件下，鉴定出Bacillus pumilus VLY 17这一具有潜力的菌株。
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生物刺激增强了抗氧化防御能力、根系的特性以及抗旱性。
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在干旱胁迫下，B. pumilus使水稻产量提高了13.2-21.3%。
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利用B. pumilus进行生物刺激是一种环保的提高水稻抗旱性的方法。
引言
气候变化对全球农业可持续性构成了重大挑战。温度上升、降雨不规律以及极端天气事件的频繁发生增加了蒸散量和灌溉需求，而降水量的减少则威胁到了作物产量和粮食安全。非生物胁迫导致了全球近50%的作物减产，而生物胁迫则占了约30%（Malhi等人，2021年）。在各种非生物胁迫中，干旱最为严重，因为它普遍存在并对农业生产有重大影响（Lata等人，2018年）。其他环境胁迫如盐碱化、水涝、极端温度、土壤酸碱性、重金属毒性和营养缺乏也会限制作物产量。
水稻（Oryza sativa L.）是全球最重要的谷物作物之一，在粮食和营养安全中发挥着至关重要的作用。在印度，水稻约占耕地总面积的20%，并为总粮食产量贡献了40-42%（GOI，2025年）。夏季水稻种植容易受到水分胁迫的影响，这会显著降低产量。在气候变化的情况下，开发提高作物对环境胁迫耐受性的策略至关重要。利用有益微生物作为环保工具来改善植物在胁迫下的表现越来越受到重视（Kaushal和Wani，2016年）。种子预处理是一种有效的技术，可以在不利条件下提高发芽率和幼苗成活率。在各种预处理方法中，微生物处理显示出了良好的效果。当种子经过细菌悬浮液处理以促进微生物附着和定植时，这一过程被称为生物刺激（Abuamsha等人，2011年）。
在促进植物生长的根际细菌（PGPR）中，能够形成内生孢子的Bacillus属细菌特别适合用于种子生物刺激，因为它们能够在不利的环境条件下存活（Athira等人，2021年；Yashaswini等人，2021年）。这些细菌建立了有益的相互作用，增强了养分和水分的吸收，并激活了植物的防御和应激响应机制（Kollakkodan等人，2017年）。它们还刺激植物宿主产生渗透保护物质并调节抗氧化系统，从而在水分缺失条件下保持细胞稳定性和代谢活性。据报道，耐旱的Bacillus菌株的定植可以改善玉米在水分胁迫下的生长、生物量生产和相对含水量以及抗氧化活性（Vardharajula等人，2011年）。本研究评估了细菌种子生物刺激对夏季不同水分胁迫条件下高地水稻根系发育、生理生化特性和产量的影响。
章节摘录
水稻耐旱性有益细菌的体外筛选
采用卷布法研究了种子生物刺激及其对Prathyasa品种发芽和根系特性的影响。用于生物刺激的细菌培养物是来自Vellayani农业学院微生物系的革兰氏阳性、能形成内生孢子的Bacillus属细菌。其中，B. pumilus VLY 17和B. amyloliquefaciens VLY 24是从番茄的内生根际中分离出来的（Varkey等人，
发芽率
细菌生物刺激显著影响了水稻种子的发芽情况。在无胁迫条件下，经过B. pumilus处理的种子发芽率比未处理的种子高11.42%（表1）。在轻度水分胁迫下，由多种细菌组成的处理组合具有最高的发芽率（80%），与B. pumilus（77.5%）和B. amyloliquefaciens（72.5%）相当。在严重胁迫条件下，所有细菌处理组的发芽率都显著提高。
讨论
在PEG诱导的干旱胁迫下，经过有益细菌生物刺激的种子表现出更好的发芽率，表明细菌刺激有助于缓解水稻早期幼苗生长阶段的水分胁迫。在严重胁迫下，B. pumilus处理的种子发芽率提高了225%，B. amyloliquefaciens处理提高了200%，B. velezensis PCSE 10处理的种子提高了175%。生物刺激增强了种子活力，提高了发芽均匀性，并减轻了不利影响。
结论
我们的研究发现，在所测试的三种菌株中，B. pumilus VLY 17是有效缓解高地水稻干旱胁迫的细菌菌株。利用B. pumilus进行生物刺激可以在水分受限条件下改善生长、根系发育、生理特性和产量。在严重胁迫条件下，其产量优势为每公顷350公斤，并且水分利用效率提高了38%。这种表现的提升与...（此处原文信息不完整）
CRediT作者贡献声明
K N Anith：撰写 – 审稿与编辑，资源准备。 EK Jinsiya Jabin：撰写 – 原初草稿，项目管理，方法设计，实验研究。 M Ameena：撰写 – 审稿与编辑，监督，概念构思。 P Shalini Pillai：监督。 V S Susha：资源准备，数据管理。
? 如作者所声明，他们没有已知的可能影响本论文工作的财务利益或个人关系。
