Microbiological Research|我院园艺设施结构和环境研究团队在耐盐根际促生细菌筛选及应用方面取得新进展

       近日，河南农业大学园艺设施结构与环境研究团队的研究成果“Plant growth-promoting rhizobacteria Pseudomonas aeruginosa HG28-5 improves salt tolerance by regulating Na⁺/K⁺ homeostasis and ABA signaling pathway in tomato”在Microbiological Research（中科院1区，IF=6.7）期刊在线发表。该研究筛选到一株能够有效提高番茄耐盐性且在盐胁迫下能够稳定定殖的植物根际促生菌（Plant Growth Promoting Rhizobacteria, PGPR）绿针假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）HG28-5，揭示了HG28-5菌株通过刺激植株ABA生物合成和信号传导及维持体内Na⁺/K⁺稳态诱导番茄耐盐性的作用机制。研究结果不仅加深了我们对PGPR调控番茄耐盐性机理的认识，而且为研制耐盐微生物菌剂进而服务于盐渍土的改良提供了理论基础和科学依据。        番茄（Solanum lycopersicum L.）作为我国设施栽培的主要蔬菜之一，具有喜光、喜温和不耐盐的特点。然而，由于设施土壤长期处于高温、高湿且缺少降雨淋洗的封闭环境，伴随着连作重茬、施肥和灌溉等不合理的方式，造成设施土壤盐渍化问题日益严重，抑制了番茄的正常生长，造成番茄产量和品质下降。PGPR是一类能在植物根际定殖，并且促进植物生长发育以及增强植物对逆境胁迫抵抗能力的有益微生物。利用PGPR是提高作物生长和耐盐性的一种有效且环境友好的方式。然而，目前尚缺乏能够有效提高番茄耐盐性和在盐胁迫下稳定定殖的菌株，而且关于PGPR对番茄盐胁迫的调控机制尚不清晰。课题组首先通过检测正常和盐胁迫条件下接种不同菌株的番茄植株生长表型、生物量、叶片相对电导率、光系统Ⅱ最大光化学效率（Fv/Fm）和根部促生菌定殖密度等生理指标，筛选到了促生效果好、耐盐性强、稳定定殖的绿针假单胞菌HG28-5。进一步研究发现，HG28-5菌株可以显著提高盐胁迫下番茄的抗氧化酶活性，清除由盐胁迫引起的过量ROS积累；同时，HG28-5菌株显著提高了植株地上部K⁺含量，降低了地上部及地下部Na⁺含量，这可能与盐胁迫下盐离子转运基因SOS1、SOS2、HKT1;2和NHX1转录水平的升高有关；重要的是，HG28-5菌株可以显著提高盐胁迫下植株叶片ABA含量及ABA合成和信号相关基因的表达，利用ABA缺失突变体notabilis（not）植株进行进一步验证，发现HG28-5缓解番茄盐胁迫的作用在not植株上消失。此外，通过利用Micro-Tom番茄进行盆栽试验，探讨HG28-5菌株的应用效果，发现在正常和盐胁迫条件下，HG28-5菌株均可以提高番茄产量。以上结果表明，绿针假单胞菌HG28-5可以增强番茄植株对盐胁迫的抗性并提高番茄的产量。
       河南农业大学青年教师董韩为论文第一作者，硕士生王媛媛为共同第一作者，园艺学院国志信教授、朴凤植教授和风景园林与艺术学院李永华教授为共同通讯作者。课题组申顺善教授、杜南山副教授、张涛副教授和董晓星副教授，硕士生狄延翠以及本科生邱莹莹、嵇泽琳和周腾飞也参与了该研究工作。本研究得到了中国博士后科学基金（2022M711062）、国家自然科学基金青年项目（32202579）和河南省博士研究启动基金（30501183）等的资助。(撰文/国志信 审核/胡建斌、毛会坡 发布/徐宛玉) 
    文章链接：Plant growth-promoting rhizobacteria Pseudomonas aeruginosa HG28-5 improves salt tolerance by regulating Na+/K+ homeostasis and ABA signaling pathway in tomato - ScienceDirect