能产生ACC脱氨酶和外源多糖的植物生长促进根际细菌可提高小麦的耐盐性

《World Journal of Microbiology and Biotechnology》：Plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR) producing ACC deaminase and exopolysaccharides enhance salt tolerance in wheat

　　

摘要

土壤盐分会通过引发离子毒性、渗透压胁迫以及干扰植物对养分的吸收，严重影响作物的生长和产量。这一普遍存在的胁迫因素对全球谷物生产及粮食安全构成重大威胁，尤其是小麦作物。能够产生1-氨基环丙烷-1-羧酸脱氨酶（ACCD）和外多糖（EPS）的促植物生长的根际细菌，为提高植物在盐分条件下的耐受性提供了一种有前景的生物策略。本研究评估了耐盐的ACCD产生菌与EPS产生菌联合应用缓解小麦在150 mM NaCl盐分胁迫下的情况。根据功能特性共选择了8种菌株：ACCD产生菌（sz18 Brevibacterium frigoritolerans、sz30 Bacillus spizizienii、sz35 Pseudomonas glycinis、sz80 Pseudomonas grimontii）以及EPS产生菌（EP5 Bacillus tequilensis、EP8 Bacillus spizizienii、EP29 Pseudomonas koreensis、EP35 Bacillus subtilis）。所有菌株均成功定殖于小麦根际。将ACCD产生菌与EPS产生菌共同接种后，小麦幼苗在盐分环境中的生长表现显著改善，其新鲜生物量以及根和茎的长度相比未接种的对照组增加了约30%。基因表达分析进一步表明，经过处理的植物中关键盐分响应基因的表达水平显著上升：rbcS约升高3倍，rbcL约升高6倍，cAPX约升高6倍，DREB2约升高2倍。这些转录变化反映出处理后的植物光合作用能力、抗氧化防御能力以及应激响应调节能力均有所提升。总体而言，这些研究结果凸显了能够产生ACCD和EPS的PGPR在缓解小麦盐分胁迫方面的协同作用。如果在田间条件下得到验证，这类微生物群落有望成为一种有效且可持续的方法，用于提升小麦在盐分影响土壤中的抗逆性和生产力。