微生物菌群重编程黑米内生微生物组以协同提升抗氧化能力与产量

《BMC Plant Biology》：Microbial consortium augmentation reshapes endophytic microbiome to enhance antioxidant activity and yield in black rice (Oryza sativa L. var. indica)

　　**摘要****背景**黑米（*Oryza sativa L. indica*）因其丰富的营养价值和独特的植物化学组成而备受重视。它是花青素的重要来源，花青素赋予了其特有的深紫色，同时还含有其他必需营养物质。内生微生物组在植物生长、养分获取和健康促进代谢物（抗氧化剂）的生物合成中发挥着关键作用。通过有益微生物接种剂调控内生细菌群落为改善作物产量和功能品质提供了一种有前景的策略。然而，将微生物组动态与黑米植株生长、抗氧化潜力和土壤生物活性联系起来的田间证据仍然有限。**方法**开展了一项田间试验，评估了由内生植物促生细菌组成的菌群对黑米的影响，该菌群由*枯草芽孢杆菌*（*Bacillus subtilis*，AMR1）、*克鲁维酵母属*（*Kluyvera*）sp. PO2S7和*肠杆菌属*（*Enterobacter*）sp. SES19组成。植株接种了该细菌菌群，并评估了植物生长、产量、抗氧化特性（总酚含量TPC、总黄酮含量TFC、DPPH和花青素）和土壤酶活性。使用16S rRNA扩增子测序对内生细菌群落进行了剖析，随后进行多样性、分类学、功能和相关网络分析，以研究微生物组调控及其与植物生理和生化性状的关联。**结果**与单一细菌接种和未接种对照植株相比，该菌群促进了植物生长，减轻了应激反应，增强了抗氧化活性和土壤肥力，并提高了黑米（*Oryza sativa* L.）的产量。包括过氧化氢酶、过氧化物酶和超氧化物歧地酶在内的应激酶活性明显降低，表明氧化应激得到了缓解。同时，与对照相比，植物组织中的抗氧化活性如总酚含量（TPC）和总黄酮含量（TFC）分别提高了56.63%和62.7%，支持了生理韧性的改善。应用菌群后内生微生物组的高通量测序显示微生物群落结构发生了明显变化，有益类群如*芽孢杆菌属*（*Bacillus*）、*根瘤菌属*（*Rhizobium*）、*农杆菌属*（*Agrobacterium*）、*肠杆菌属*（*Enterobacter*）等的丰度增加，这些类群与养分获取、胁迫耐受和生长促进及产量相关。**结论**这些发现表明，微生物菌群可以有效重编程内生微生物组，为在不同环境条件下提高黑米产量提供了一种可持续的策略。**图形摘要**