PGPR介导的油菜（Brassica juncea）耐旱性：通过调节形态生理、生化及抗氧化响应实现

《Journal of Plant Growth Regulation》：PGPR-Mediated Drought Tolerance in Brassica juncea by Modulating Morpho-Physiological, Biochemical, and Antioxidant Responses

植物生长促进菌（PGPR）显著提升抗旱印度芥菜的生长参数、水分保持能力及产量，通过增强抗氧化酶活性、降低氧化损伤和调节渗透物质代谢实现。

　　

摘要

干旱胁迫显著降低了印度芥菜（Brassica juncea）的生长和产量。印度芥菜是一种经济上重要的油料作物，因其富含油脂和蛋白质的种子而被广泛种植。印度约有六分之一的土地易受干旱影响，尤其是在西部地区。到2050年，关键作物的干旱相关损失可能超过50%。印度约37%的油菜-芥菜作物依赖雨水灌溉，因此对干旱极为敏感，这导致印度东部和西部地区的产量大幅下降。全球范围内，干旱每年平均导致作物产量损失约17%，在极端条件下损失可高达70%。本研究的目的是评估一种由Enterobacter hormaechei、Pantoea dispersa和Acinetobacter属细菌组成的植物生长促进菌根菌（PGPR）联合体在四种B. juncea基因型（RH-725、RH-761、RH-749和RH-30）中缓解干旱胁迫的效果。在干旱条件下，所有基因型的生长都出现了下降，其中RH-749对干旱最为敏感，其次是RH-30，而RH-725和RH-761表现出更强的耐旱性。应用PGPR后，干旱胁迫下的生长参数得到改善，包括茎长（最多增加15.73%）和根长（最多增加29.14%）。PGPR处理的植物还保持了更多的水分，相对含水量增加了多达20.86%，并且膜损伤减轻，表现为电解质泄漏减少（最多减少10.26%）。此外，PGPR提高了叶绿素含量（最多增加18.24%）并改善了气体交换。生化分析显示，脯氨酸（最多增加14.26%）和总糖（最多增加13.24%）的水平升高，而丙二醛（MDA）和过氧化氢（H₂O₂）的浓度降低（分别最多降低22.87%和25.11%），表明氧化应激减轻。抗氧化酶如超氧化物歧化酶（最多增加15.79%）、过氧化氢酶（最多增加27.59%）、过氧化物酶（最多增加18.11%）和抗坏血酸过氧化物酶（最多增加28.09%）的活性也得到增强，这有助于提高这些基因型的耐旱性。此外，PGPR处理还对产量构成因素产生了积极影响，在干旱胁迫下增加了每株植物的角果数（最多增加13.10%）、每个角果的种子数（最多增加13.70%）、种子大小（最多增加17.02%）、1000粒种子的重量（最多增加8.59%）和油含量（最多增加11.97%）。这些发现强调了PGPR在提高B. juncea耐旱性和产量方面的有效性，为干旱易发地区的农业提供了可持续的方法。

干旱胁迫显著降低了印度芥菜（Brassica juncea）的生长和产量。印度约有六分之一的土地易受干旱影响，尤其是在西部地区。到2050年，关键作物的干旱相关损失可能超过50%。印度约37%的油菜-芥菜作物依赖雨水灌溉，因此对干旱极为敏感，这导致印度东部和西部地区的产量大幅下降。全球范围内，干旱每年平均导致作物产量损失约17%，在极端条件下损失可高达70%。本研究的目的是评估一种由Enterobacter hormaechei、Pantoea dispersa和Acinetobacter属细菌组成的植物生长促进菌根菌（PGPR）联合体在四种B. juncea基因型（RH-725、RH-761、RH-749和RH-30）中缓解干旱胁迫的效果。在干旱条件下，所有基因型的生长都出现了下降，其中RH-749对干旱最为敏感，其次是RH-30，而RH-725和RH-761表现出更强的耐旱性。应用PGPR后，干旱胁迫下的生长参数得到改善，包括茎长（最多增加15.73%）和根长（最多增加29.14%）。PGPR处理的植物还保持了更多的水分，相对含水量增加了多达20.86%，并且膜损伤减轻，表现为电解质泄漏减少（最多减少10.26%）。此外，PGPR提高了叶绿素含量（最多增加18.24%）并改善了气体交换。生化分析显示，脯氨酸（最多增加14.26%）和总糖（最多增加13.24%）的水平升高，而丙二醛（MDA）和过氧化氢（H₂O₂）的浓度降低（分别最多降低22.87%和25.11%），表明氧化应激减轻。抗氧化酶如超氧化物歧化酶（最多增加15.79%）、过氧化氢酶（最多增加27.59%）、过氧化物酶（最多增加18.11%）和抗坏血酸过氧化物酶（最多增加28.09%）的活性也得到增强，这有助于提高这些基因型的耐旱性。此外，PGPR处理还对产量构成因素产生了积极影响，在干旱胁迫下增加了每株植物的角果数（最多增加13.10%）、每个角果的种子数（最多增加13.70%）、种子大小（最多增加17.02%）、1000粒种子的重量（最多增加8.59%）和油含量（最多增加11.97%）。这些发现强调了PGPR在提高B. juncea耐旱性和产量方面的有效性，为干旱易发地区的农业提供了可持续的方法。