近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所農(nóng)業(yè)微生物資源團(tuán)隊(duì)張瑞福研究員課題組受邀撰寫綜述文章，系統(tǒng)總結(jié)了增強(qiáng)作物耐鹽的根際微生物及其作用機(jī)制，展望了微生物肥料提高鹽堿地作物產(chǎn)量的應(yīng)用前景，以“Rhizosphere microbes enhance plant salt tolerance: toward crop production in saline soil”發(fā)表在《計(jì)算與結(jié)構(gòu)生物技術(shù)雜志 （Computational and Structural Biotechnology Journal） 》上。
鹽堿地是我國(guó)重要的后備耕地，通過農(nóng)業(yè)微生物技術(shù)提高鹽堿地作物產(chǎn)量，對(duì)保障國(guó)家糧食安全、端牢中國(guó)飯碗具有重要意義。據(jù)劉云鵬副研究員介紹，主糧作物對(duì)鹽脅迫敏感，鹽堿地栽培產(chǎn)量較低。為了有效利用我國(guó)近5億畝的鹽堿耕地發(fā)展糧食生產(chǎn)，通過工程手段改良鹽堿地和選育耐鹽作物品種是目前主要的策略。根際微生物能有效促進(jìn)植物的抗逆能力，一些根際有益微生物能夠顯著促進(jìn)作物在鹽脅迫下的生長(zhǎng)，具有開發(fā)為鹽堿地增產(chǎn)專用微生物肥料的潛力，為利用農(nóng)業(yè)微生物技術(shù)提高鹽堿耕地作物產(chǎn)量提供成本低、環(huán)境友好的新策略。
該文綜述了目前已報(bào)道的能夠增強(qiáng)植物耐鹽的微生物種類，并分析了各類群在農(nóng)業(yè)應(yīng)用中的優(yōu)缺點(diǎn)，并進(jìn)一步綜述了根際微生物增強(qiáng)植物耐鹽的機(jī)理，主要包括：1）微生物能夠協(xié)助植物重建離子和滲透平衡；2）微生物可以減少脅迫反應(yīng)對(duì)植物造成的細(xì)胞損傷；3）微生物能夠恢復(fù)植物在鹽脅迫條件下的生長(zhǎng)。綜述展望了利用農(nóng)業(yè)微生物技術(shù)和微生物肥料產(chǎn)品提高鹽堿地作物產(chǎn)量的應(yīng)用前景。
張瑞福研究員課題組長(zhǎng)期圍繞根際微生物與微生物肥料促進(jìn)作物根系發(fā)育、養(yǎng)分吸收、逆境脅迫等方面從菌種資源選育、作用機(jī)理解析、微生物肥料開發(fā)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用等方面開展工作。圍繞鹽堿地作物增產(chǎn)，從沿海灘涂鹽生植物根際、各類鹽堿地土壤中分離篩選了1000余株增強(qiáng)不同作物耐鹽能力的菌種資源、鑒定了根際微生物增強(qiáng)作物耐鹽的代謝產(chǎn)物、闡明了代謝物調(diào)控作物耐鹽的分子機(jī)制（Physiologia Plantarum，2016，https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/ppl.12441，Molecular Plant-Microbe Interactions, 2017，http://apsjournals.apsnet.org/doi/10.1094/MPMI-02-17-0027-R）、開發(fā)了鹽堿地增產(chǎn)專用的微生物肥料產(chǎn)品（ZL201910300563.5，一株促進(jìn)作物耐鹽堿生長(zhǎng)的巨大芽孢桿菌及鹽堿地專用微生物肥料和應(yīng)用；ZL201910359879.1，一株增強(qiáng)作物耐鹽能力的根際促生菌及其微生物肥料和應(yīng)用），連續(xù)三年在山東無棣渤海糧倉(cāng)基地進(jìn)行田間試驗(yàn)，在3‰、4‰、5‰三種不同鹽濃度下種植小麥和玉米，達(dá)到了17-27%的增產(chǎn)效果（南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)， 020, 43:452-459）。所開發(fā)的鹽堿地增產(chǎn)專用微生物肥料產(chǎn)品與菏澤金正大生態(tài)工程有限公司合作進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化推廣應(yīng)用。
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.csbj.2022.11.046
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