寻找耐渗透压的叶面细菌：对其功能特性进行研究，并在茄科作物中利用生物技术提高养分利用效率

《World Journal of Microbiology and Biotechnology》：Bioprospecting osmotolerant phyllosphere bacteria: functional characterization and biotechnological application for enhanced nutrient use efficiency in solanum crops

　　

摘要

本研究探讨了一种利用具有叶面定殖能力的附生细菌进行靶向叶面接种的策略，旨在提升茄科作物，尤其是番茄和茄子の农艺表现，同时避开根际建立的障碍。从两个不同农业气候区域采集的番茄和茄子叶片叶面上的细菌分离株，被筛选出具备渗透耐受性、养分动员能力、固氮能力以及生物防治特性的菌株。随后对这些菌株进行分子鉴定，并在仅为推荐施肥量75%的条件下评估其作为叶面接种剂的潜力。通过筛选，共发现了14种具有强适应性的菌株，它们主要属于不动杆菌属和芽孢杆菌属。多变量分析及相关性分析表明，应激条件下细胞内脯氨酸与细胞外多糖的积累与关键的农艺指标之间存在显著关联，这些指标包括根系生物量的增加以及氮元素的吸收效率的提升。在盆栽试验中，人们在移栽后5天以及发芽后45天进行精确的时间控制下的叶面喷施，以此减轻移栽冲击并促进作物的生殖生长。为严格评估其节肥效果，研究人员在降低化肥使用量的条件下（仅为推荐施肥量的75%）对这类细菌处理进行了测试。表现最佳的菌株——枯草芽孢杆菌KBL91和枯草芽孢杆菌VBR72，在与75%推荐施肥量结合使用时，其表现始终优于未接种菌剂的100%推荐施肥量对照组。具体而言，枯草芽孢杆菌KBL91使番茄的根系生物量翻倍，其养分利用效率在所有大量元素上均超过100%，其中钾元素的利用率甚至高达159.43%。与此同时，枯草芽孢杆菌VBR72展现出强大的生物防治效果，能够将晚疫病病原体晚疫病菌的繁殖抑制87.44%。综上所述，有针对性地应用具有渗透耐受性的本地附生细菌，是一种高效且生态可持续的方法，不仅能将合成肥料的依赖程度降低至少25%，还能提升作物的抗逆性、营养生长水平以及病原体防御能力。