bob.com细菌改良植物干旱和盐胁迫的研究进展

　　bob.com植物生理学中的“胁迫”一词是指对植物生长和发育产生不利影响的外界环境条件，主要分为生物胁迫和非生物胁迫。其中，非生物胁迫因素中的土壤盐度和干旱是影响植物生长和发育的关键因素。大多数植物对土壤干旱和盐度的初始响应具有一定的关联性，许多地方由于干旱及农田灌溉水量不足等原因，使得灌溉水中的盐分在土壤中积聚。当灌溉水被植物利用或蒸发时，其盐分依旧会留在土壤之中。因此，灌溉造成的高盐分水平抑制了大多数植物的生长，同时也使干旱造成的负面影响变得更加严重。

　　植物促生细菌 (Plant Growth-Promoting Bacteria, PGPB) 是指生活在土壤或附生于植物的一类有益菌，它们不仅可以促进植物的生长和发育，bob.com同时还能够有效抑制有害生物。目前已有文献指出，PGPB 可以增强植物抵抗盐和干旱胁迫的能力。基于此，来自意大利的 Elisa Gamalero 教授研究团队在 Biology 期刊发表了文章，旨在总结植物通过 PGPB 克服逆境环境条件下的胁迫机制，以此来实现利用 PGPB 提高未来农业生产力的愿景。

　　PGPB 影响植物应对干旱和盐胁的机制分为三个方面：通过合成1-氨基环丙烷-1-羧酸 (1-aminocyclopropane-1-carboxylate, ACC) 脱氨酶，降低植物产生的乙烯量；促进生长素 (Auxin, IAA) 的释放；合成脯氨酸和海藻糖等代谢物 (图 1)。作者对这些机制的运行情况进行了详细的介绍与分析。

　　乙烯是一种植物激素，能够参与植物生长发育的多个过程，包括种子发芽、开花、bob.com果实成熟和叶片脱落等。然而，当受到外界环境胁迫时，会激发植物产生或合成过量的乙烯，从而抑制植物生长。而 PGPB 产生的 ACC 脱氨酶可以降低乙烯水平，bob.com从而有助于避免植物生长受到抑制。

　　IAA 是一种植物激素，它驱动着植物生长发育的不同阶段，例如种子发芽、植物细胞的伸长和增殖及光合作用等。IAA 的增加通常具有刺激植物生长的作用，而 PGPB 可以产生 IAA，并且有助于改善植物的根系结构，增强水分进入细胞的渗透性和叶片的吸水性，从而调节植物的代谢稳态，以此增强植物对干旱和盐度的耐受性。

　　海藻糖是 PGPB 产生的一种非还原性二糖，当植物处于高渗透压及干燥失水等受胁情况下，海藻糖能够在细胞表面形成独特的保护膜，从而能够有效地保护蛋白质分子结构不被破坏，以此触发植物防御系统并降低外界干旱条件对植株所造成的损害。

　　脯氨酸是一种环状的亚氨基酸，具有极强的亲水性，bob.com同时也是植物体内最有效的渗透调节物质。而 PGPB 还可以调节植物体中的脯氨酸表达，从而提高植物的代谢活性以及产量。

　　植物促生微生物 (Plant Growth-Promoting Microorganisms, PGPM) 是指可以定殖于植物根部，并且刺激植物生长的微生物。通过接种两种或两种以上的非拮抗 PGPM 微生物的组合，可以产生叠加或协同效应，从而促进植物的生长和发育。除此之外，PGPM 组合还可以降低植物对土壤传播疾病的易感性，从而提高植物产量以及植物种子和果实的营养价值。大量科学研究已经证明，使用微生物群已逐渐成为支持植物在胁迫环境条件下生长和发育的可靠和有效工具，特别是针对盐分过量或缺水等不利的外界环境条件。

　　在本研究中，作者多次强调了 PGPB 可以直接促进植物的生长，从而有助于植物抵御抑制生长的干旱和盐胁迫等不利的外界环境条件。此外，作者还介绍了 PGPB 可以通过许多不同的机制来增强植物对干旱和盐胁迫的防御能力。这些机制主要包括合成 ACC 脱氨酶、降低乙烯水平、促进 IAA 合成，以及促进各种渗透保护分子 (例如脯氨酸和海藻糖等) 的合成。

　　迄今为止，大多数通过使用 PGPB 改善植物抗干旱和盐胁迫的实验和研究仅包括一种 PGPB 菌株。然而，科学家已经证明，几种细菌菌株或细菌与真菌菌株的组合可能会更加有效。未来还需要做更多的工作来测定其中一些基团的稳定性。此外，在严重干旱或盐胁迫的情况下，这种方法在田间的有效性仍有待考证。bob.com尽管在农业生产过程中增加使用 PGPB 可作为帮助解决植物应对各种非生物胁迫的手段是一种极具吸引力的方法，但是作者认为在这项技术在被广泛接受和大规模使用之前，仍然需要克服许多监管方面的障碍。