耐盐/碱的黄色链霉菌TRM 45540能改善酸性及碱性土壤中的辣椒生长状况并提升土壤质量

《BMC Plant Biology》：Salt/alkali?tolerant Streptomyces luteus TRM 45540 improves pepper growth and soil quality in acidic and alkaline soils

　　

摘要

本研究评估了从新疆罗布泊盐碱土中分离出的耐盐碱放线菌Streptomyces luteus TRM 45540在缓解pH值相关铁缺乏问题及促进辣椒生长方面的潜力。我们推测该菌株可通过产生铁载体来动员并竞争土壤中的铁元素，从而帮助植物在pH值不稳定的环境中生长。为验证这一假设，我们在酸性（pH 5）和碱性（pH 7.69）土壤中，比较了该菌株与传统铁肥（EDDHA-Fe?、硫酸亚铁）以及复合微生物肥料对辣椒生长、土壤理化性质以及根际微生物群落的影响。TRM 45540具有很强的抗逆性，在3%–9%的NaCl浓度以及pH 9–12的条件下仍能良好生长。在两种类型的土壤中，它都能显著促进辣椒生长：在酸性土壤中，辣椒的鲜重比对照组高出44%以上；而在碱性土壤中，其根和茎的长度比传统肥料处理组高出26%–91%。该菌株还提高了土壤中天然可溶性铁的含量，无需添加外源铁即可将酸性土壤中的可溶性铁含量提升至42 mg/kg^??1，同时使酸性土壤的pH值趋于中性，总氮含量上升至6.5 g/kg^??1，并提升了磷和钾的有效利用率。冗余分析表明，pH值和总铁含量分别是影响酸性土壤和碱性土壤中微生物群落形成的主要因素。KEGG通路分析显示，接种TRM 45540后，有机污染物降解、养分代谢以及应激反应相关通路发生了显著变化。该菌株还增加了与铁载体分泌和固氮相关的功能微生物，从而提升了土壤微生物的多样性和丰富度，而复合微生物肥则会使微生物群落的活性相对较低。这些研究结果表明，具有跨pH适应性及功能稳定性的S. luteus TRM 45540可通过抗逆性、养分活化（尤其是铁元素的动员）以及微生物群落调控等协同作用，有效促进辣椒生长并改善土壤质量。因此，该菌株有望成为在pH值不稳定的土壤，尤其是盐碱土中实现辣椒可持续生产的优质微生物接种剂。