植物内生放线菌胞外多糖促进番茄生长，提升盐胁迫抗性

世界农化网中文网报道： 土壤盐渍化严重影响植物的生长、发育和健康，超过20%的全球农业生产遭到严重破坏。番茄是一种营养丰富的蔬菜，在世界范围内被广泛种植和消费。然而，土壤盐渍化降低了番茄产量和品质，目前已有物理、化学和生物方法，如植物育种和基因组编辑来改善植物的盐胁迫抗性。然而，这些生物技术耗时长且可能会引起争议。因此，迫切需要新的生态友好和可持续的策略来缓解全球番茄种植和农业生产中的盐胁迫问题。

近日，国际权威学术期刊International Journal of Biological Macromolecules（中科院1区Top，IF = 8.2）在线发表了江苏师范大学生命科学学院秦盛教授课题组题为″Exopolysaccharides from endophytic Glutamicibacter halophytocota KLBMP 5180 functions as bio-stimulants to improve tomato plants growth and salt stress tolerance″的研究论文，报道了植物内生放线菌Glutamicibacter halophytocota KLBMP 5180产生的胞外多糖通过复杂的调控机制有效地促进盐胁迫下番茄种子的萌发和幼苗生长，并显示出在农业上的应用潜力。

耐盐放线菌G. halophytocola KLBMP 5180是课题组前期从中华补血草根中分离的新物种（IJSEM, 2017）。前期研究表明，该菌株在盐胁迫下对宿主植物中华补血草具有显著的促生作用，通过产生ACC脱氨酶来减少宿主植物中的乙烯，并调节离子转运和苯丙烷类次生代谢生物合成帮助宿主抵御盐胁迫（Plant Soil, 2014; Appl Environ Microb, 2018）。该菌株还能显著促进盐胁迫下番茄的生长，基因组测序发现具有胞外多糖生物合成的完整基因簇（Plant Soil, 2019）。进一步通过发酵条件优化发现该菌株的EPS产量为2.89 g/L，并获得两个组分EPS-1 和EPS-2，具有较强的抗氧化能力（Int J Biol Macromol, 2020）。但是该菌分泌的EPS是否在促进番茄植株生长和对盐胁迫的耐受方面发挥作用尚不清楚。

菌株 KLBMP 5180 产生的 EPS 对番茄幼苗促生长作用机制图

该文以番茄为实验材料，发现在0和200 mM NaCl胁迫条件下，2.0 g/L的EPS处理分别使种子发芽率提高了23.5 %和11.0 %。通过对植物表型、生理、代谢和转录组的综合分析，发现EPS通过复杂的机制调节番茄植物的生长和耐盐性。主要激活幼苗中的酶清除系统和非酶抗氧化剂的合成，以改善ROS毒性的影响，促进光合作用，介导离子平衡，并诱导生长素、ABA、SA和其他激素的生物合成和响应途径基因的表达。该研究结果为微生物胞外多糖促进植物生长和抗非生物胁迫的机制提供了新的见解，有助于生物刺激剂在农业中的开发和应用。

江苏师范大学生科院硕士研究生陈树莓为论文第一作者，秦盛教授为论文通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金(32270004)、徐州市科技计划项目(KC21130)、江苏师范大学研究生创新计划(2022XKT0911)等项目的资助。

论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0141813023036140

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