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为解决橄榄树受干旱影响问题，研究人员探究 PGPR 与生物炭组合对其抗旱性的影响，发现该组合可增强抗旱性，意义重大。
在气候多变的当下，地中海地区的橄榄树正面临着严峻的生存挑战。这里降雨模式变幻莫测，干旱频繁来袭，而橄榄树作为当地重要的经济作物，其产量深受影响。为了守护橄榄树的产量，保障水资源合理利用，科学家们踏上了寻找解决之道的征程。
来自西班牙莱昂大学（University of León）的研究人员深入开展研究，他们将目光聚焦于植物生长促进根际细菌（Plant Growth-Promoting Rhizobacteria，PGPR）和生物炭的组合应用，旨在揭示其能否提升橄榄树的抗旱能力，以及背后的作用机制。该研究成果发表在《Journal of Plant Growth Regulation》上。
研究人员开展此项研究时，运用了多种关键技术方法。首先，精心挑选实验材料，以 4 个月大的油橄榄（Olea europaea L. cv Picual）盆栽幼苗为研究对象，并对实验环境进行严格把控，确保光照、温度、湿度等条件符合要求。在处理实验样本时，对叶片进行叶绿素含量测定、干湿重测量，还通过多种生化分析方法，检测脯氨酸、丙二醛（MDA）、过氧化氢（H?O?）和脱落酸（ABA）等物质的含量。此外，利用实时定量聚合酶链式反应（qRT-PCR）技术，对干旱胁迫相关基因的表达进行分析。
研究结果如下：
- 农艺参数：在干旱胁迫下，将 MTA1-3 菌株和生物炭联合应用（WS-MB），显著提升了盆栽橄榄树的地上部生物量，地上部干重增加了 19% ，鲜重增加了 23%。该处理不仅在干旱胁迫下表现出色，在最优生长条件下，也能显著提高植物的生物量。而单独使用 MTA1-3（WS-M）或生物炭（WS-B）时，会使干旱胁迫下植物的鲜重和干重有所降低，但并不显著。此外，WS-MB 处理的橄榄树叶片叶绿素含量显著高于其他处理，这表明其光合作用效率更高，有助于植物生长。
- 生化分析：生化分析结果显示，在干旱胁迫下，接种菌株（WS-M 和 WS-MB）的处理中，脯氨酸和 ABA 水平显著低于对照组（WS-C）和仅用生物炭处理的植株（WS-B）。其中，WS-MB 处理的 ABA 水平与非胁迫对照组（NS-C）相似，这表明联合处理能有效缓解植物的干旱胁迫。同时，WS-MB 处理的 H?O?水平低于其他干旱处理组，MDA 水平在单独使用生物炭（WS-B）时显著降低，联合处理时也有所降低，说明联合处理减轻了脂质过氧化过程中的膜氧化损伤。
- 基因表达分析：研究人员对干旱胁迫下的基因表达进行分析，发现水通道蛋白（AQPs）基因 OePIP1.1 和 OePIP2.1 在所有处理中均下调，联合处理（WS-MB）进一步强化了这种下调，这有助于减少水分运输，维持植物水分平衡。脱水素（DHN）基因表达在所有处理中也下调，接种细菌的处理（WS-M 和 WS-MB）下调更为显著，这可能是因为接种处理减轻了植物的水分胁迫，减少了 DHN 的需求。细胞壁相关基因 OeXyLA 在干旱胁迫下也下调，这可能与 AQP 活性降低有关，限制了细胞扩张，减少了叶片蒸腾面积，从而减少水分损失。
研究结论与讨论：该研究充分证明了芽孢杆菌（Bacillus siamensis）MTA1-3 菌株和生物炭联合应用，能有效提高橄榄树的抗旱能力。联合处理不仅改善了干旱胁迫下橄榄树的农艺性能，使其生长状况优于非胁迫植株，还从生化层面降低了脯氨酸、ABA、H?O?和 MDA 等物质的水平，同时下调了 OePIP1.1、OePIP2.1 和 OeDHN 等基因的表达，减少了水分胁迫指标和氧化损伤标记，表明植物受到的胁迫程度降低。此外，DHN 和 AQP 基因的下调有助于维持植物的水分状态，减轻脂质过氧化；OeXyLA 的下调则通过减少细胞扩张，降低了叶片蒸腾面积，减少了水分损失。
这一研究成果为提升橄榄树在干旱环境中的生存能力提供了新的策略，有望应用于实际农业生产，帮助地中海地区的橄榄种植者应对干旱挑战，保障橄榄产业的可持续发展。同时，研究也为未来进一步探索不同类型生物炭与 PGPR 的相互作用，以及长期影响研究指明了方向，对推动可持续农业发展具有重要意义。
