Page 157 - 《广西植物》2026年第7期

７ 期 王丽等: 植物响应盐碱胁迫的生理分子和微生物学机制 １ ２ ５ ３

基因ꎬ利用基因编辑技术优化植物与促生菌的协
４ 总结与展望 同效应ꎬ为提升植物耐盐碱能力提供新策略ꎮ 同

时ꎬ亟须探索不同环境条件下功能基因与 ＰＧＰＭ
土壤盐碱化威胁着全球粮食安全和生态系统 的互作动态ꎬ并开发多菌种协作的生物制剂ꎮ
安全ꎬ在世界范围内造成严重的作物损失和草牧 在养分循环方面ꎬＰＧＰＭ 在盐碱胁迫下可通过
业损失ꎬ植物在盐碱胁迫下可通过自身的多种代 固氮、氨化、硝化和反硝化作用ꎬ优化土壤中氮的
谢活动(抗氧化系统、渗透系统、离子平衡、激素分 转化和利用效率ꎮ 此外ꎬＰＧＰＭ 还可分泌有机酸和
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泌和 ＨＣＯ / ＣＯ 应激) 以响应盐碱胁迫ꎮ 目前ꎬ 铁载体ꎬ改善盐碱土壤结构ꎬ提升氮的可利用性ꎮ
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已挖掘到多种抗盐碱基因、转录因子和信号转导 但是ꎬ现有研究大多集中在碳循环中ꎬ而对氮循环
通路参与这些代谢途径ꎬ为耐盐碱性作物或牧草 机制研究甚少ꎮ 一方面ꎬ关于 ＰＧＰＭ 在盐碱环境
育种工作提供了科学依据ꎮ 随着生物分子技术的 中氮代谢功能的适应机制尚不明确ꎬ尤其是其在
快速发展ꎬ植物育种仍是应对土壤盐碱化的主要 高盐、高碱条件下的活性和氮素转化效率的变化
研究内容ꎬ并且将育种研究与 ＰＧＰＭ 研究相融合 规律研究较少ꎮ 另一方面ꎬＰＧＰＭ 与植物氮代谢基
更有利于植物抵御逆境胁迫ꎬ这是目前的研究热 因互作的分子机制缺乏系统性解析ꎬ具体如何调
点ꎮ ＰＧＰＭ 不仅可以调节植物代谢活动帮助植物 控植物根际氮吸收与代谢仍需深入探讨ꎮ 因此ꎬ
响应盐碱胁迫ꎬ还可调节土壤养分和微生物结构 未来研究应结合多组学技术( 如宏基因组、转录组
促进植物抵御盐碱胁迫ꎮ 这可有效缓解盐碱胁迫 和代谢组)ꎬ解析 ＰＧＰＭ 促进氮循环的分子网络和
对植物造成的损伤ꎬ促进植物生长发育并维持其 环境适应机制ꎮ 同时ꎬ需重点研究菌株对植物氮
生产力ꎬ并且相关调控效应可在土壤环境中长期 代谢基因的调控路径ꎬ并筛选高效、耐盐促生菌群
存续ꎬ能够对植物生长及生态系统产生持续稳定 体ꎮ 开发适用于不同盐碱土壤环境的多功能微生
的正向作用ꎮ 目前ꎬ科学研究主要集中在植物响 物制剂ꎬ以及构建高效稳定的人工菌群体系ꎬ可为
应盐碱胁迫的生理分子机制和根际微生物机制ꎬ 盐碱地农业提供理论支持和技术解决方案ꎬ推动
但更进一步的机制研究仍有欠缺ꎬ未来可从植物 其可持续发展ꎮ
响应盐碱胁迫的基因、养分循环及人工混合菌群 在人工混合菌群方面ꎬＰＧＰＭ 能够从多途径改
等方向做更深入的研究ꎮ 善盐碱环境中的土壤养分利用效率和植物抗逆
在基因方面ꎬ植物中的抗逆基因可调控根系 性ꎮ 然而目前ꎬ人工混合菌群研究仍存在较多问
分泌物的组成ꎬ吸引 ＰＧＰＭ 定殖ꎮ 与离子平衡、抗 题:(１)菌群的稳定性和功能协同效应难以长期维
氧化和渗透调节相关的基因可增强 ＰＧＰＭ 的促生 持ꎮ (２)在复杂盐碱土壤环境中ꎬ不同菌株之间可
效应ꎮ 信号传导基因还可调控 ＰＧＰＭ 诱导的信号 能存在竞争ꎬ导致某些功能菌失活或效能下降ꎮ
网络ꎬ提升植物耐盐性ꎮ 但是ꎬ现有研究大多集中 (３)缺乏对菌群与植物互作的动态机制研究ꎬ目前
于单一功能基因或单一菌株的互作机制ꎬ未能全 多聚焦于单一菌株功能ꎬ而忽视菌群内部相互作
面解析多基因、多菌种协同作用的复杂网络ꎮ 对 用及其与植物信号网络的综合调控ꎮ 因此ꎬ未来
于功能基因如何精确调控 ＰＧＰＭ 的定殖和促生效 研究可通过组学技术解析菌群与植物互作的动态
应的分子机制了解不足ꎬ尤其是在不同植物种类 分子机制ꎬ构建功能稳定的高效菌群ꎬ还可利用合
或生长阶段中的动态变化尚未明确ꎮ 此外ꎬ环境 成生物学优化菌株特性ꎬ提升其耐盐碱能力和生
因素( 如 盐 浓 度、 ｐＨ 值 的 变 化) 对 功 能 基 因 与 态适应性ꎮ 此外ꎬ我们还可探索菌群与植物信号
ＰＧＰＭ 互作的影响研究较少ꎬ限制了 ＰＧＰＭ 在实 通路的协同调控ꎬ制定精准化、区域化的菌群应用
际盐碱土壤中的应用潜力ꎮ 未来研究应致力于利 策略ꎬ为盐碱地农业可持续发展提供新思路ꎮ
用多组学技术(如转录组、代谢组、宏基因组) 解析
功能基因与 ＰＧＰＭ 互作的全局机制ꎬ聚焦植物－促
生菌互作的基因网络ꎬ探究植物基因如何调节生 参考文献:
理代谢活动ꎬ改变根系分泌物组分ꎬ从而招募有益
Ａｂｄ＿ Ａｌｌａｈ Ｅ Ｆꎬ Ａｌｑａｒａｗｉ Ａ Ａꎬ Ｈａｓｈｅｍ Ａꎬ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１７.
微生物ꎬ促进植物抵御盐碱胁迫ꎬ并挖掘关键调控 Ｅｎｄｏｐｈｙｔｉｃ ｂａｃｔｅｒｉｕｍ Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｕｂｔｉｌｉｓ (ＢＥＲＡ ７１) ｉｍｐｒｏｖｅｓ