本次推荐的文章为10月18日黄进课题组每周的文献分享组会上,由陈雅妮(2024级生物技术与工程专业硕士研究生)分享的题为“Plant growth-promoting rhizobacteria Pseudomonas aeruginosa HG28-5 improves salt tolerance by regulating Na+/K+ homeostasis and ABA signaling pathway in tomato”的文章。该文章发表于Microbiological Research(中科院一区,IF=6.1,第一作者:Han Dong,通讯作者:Zhixin Guo, Fengzhi Piao, Yonghua Li)。
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研究背景
随着土壤盐渍化的加剧,盐胁迫已成为限制蔬菜作物(如番茄)生长、产量和质量的主要因素。因此,深入研究番茄的耐盐机制并开发相应的生物技术显得尤为重要。植物根际促生菌(PGPR,plant growth-promoting rhizobacteria)被认为是提高植物生长和耐盐性的有效途径,但目前关于PGPR在番茄盐胁迫下的调控机制仍不够全面,缺乏稳定高效的多功能生物肥料。因此,本研究旨在筛选出能有效促进番茄生长并提升其耐盐性的PGPR,探讨其作用机制。
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研究内容
本研究首先评估了番茄在正常与盐胁迫条件下的生长指标,包括株高、茎粗、茎根鲜重和干重,以及PSII最大光化学效率(Fv/Fm)和相对电解质渗漏(REL,Relative electrolyte leakage)等,以筛选出耐盐性强的PGPR。在此基础上,作者进一步分析了HG28-5菌株在番茄根际及根内土壤中的定植模式,并通过比较不同生长表型及相关生理指标,探讨了HG28-5提高番茄耐盐性的机制。此外,研究还测定了番茄Na+和K+含量的变化,以及脱落酸(ABA,Abscisic Acid)含量和相关基因的变化,进而研究HG28-5是否参与ABA介导的番茄耐盐性调控。
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研究结论
研究结果表明,新型耐盐PGPR HG28-5能够在盐胁迫下稳定定植于番茄根系中,从而促进植株生长,并提高其耐盐性与果实产量。因此,作者在本研究的基础上提出了HG28-5参与番茄植株生长和耐盐调节的新模型。在盐胁迫下,存在于番茄根系的HG28-5,通过调节根系结构、生物量积累和叶绿素含量,维持Na+/K+稳态,提高抗氧化能力,并刺激ABA生物合成和信号传导。通过以上机制,HG28-5缓解盐胁迫对植株生长发育的负面影响,并最终提高盐胁迫下番茄的产量。
于课题组的启示
本课题组硕士研究生陈雅妮目前的研究方向为“高寒草原土壤微生物的分离鉴定与功能分析”。本文的写作逻辑和数据处理方式,对我们后续的类似研究和文章撰写等均具有重要的参考价值。例如,该文章揭示根际微生物利用ABA信号通路来实现对植物非生物胁迫能力的提升机制,这一机制对我们分析功能微生物的作用具有借鉴意义。此外,文中对PGPR在植株根际及根内的定植的分析方法,也为我们的相关研究提供了参考。
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