综述：微生物合成铁载体的新一代视角：分子工程、多组学见解及智能气候韧性作物应用

《World Journal of Microbiology and Biotechnology》：Next-generation perspectives on microbially synthesized siderophores: molecular engineering, multi-omics insights, and applications for smart climate-resilient crops

本综述系统探讨微生物铁载体（siderophores）在可持续农业中的前沿进展，涵盖合成生物学（CRISPR/Cas）、多组学（基因组/转录组/蛋白组/代谢组）技术优化合成途径，以及纳米制剂与PGPR联合应用提升作物抗逆（ abiotic stresses）与营养吸收的新策略。

　　

铁载体的基础功能与农业意义

铁载体是微生物在铁限制条件下合成的低分子量铁螯合化合物，对铁元素的获取具有关键作用。近年来，因其在促进植物生长、缓解环境胁迫及抑制病害中的多面功能，铁载体在可持续农业领域受到日益关注。这类化合物不仅帮助植物改善铁营养状况，还间接增强作物对干旱、盐碱等非生物胁迫的抵抗力。

分子工程与合成生物学进展

借助合成生物学和CRISPR/Cas介导的基因组编辑技术，研究者能够对铁载体生物合成基因簇（BGCs）进行精确操作。这类技术不仅提高了铁载体的产量，还扩展了其功能多样性，例如通过理性设计优化螯合效率和特异性。分子水平的操纵为开发高性能微生物菌株提供了全新途径。

多组学技术揭示合成与调控网络

整合基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学的多组学平台，揭示了铁载体生物合成的复杂调控机制。这些研究发现了此前未知的“隐蔽”合成途径，并阐明不同微生物种类在铁载体合成上的显著差异。组学数据助力挖掘新颖基因和酶学功能，为途径工程提供理论基础。

PGPR与植物互作的应用前景

产生铁载体的植物促生 rhizobacteria（PGPR）通过提高养分吸收效率、诱导系统抗性（ISR）和缓解非生物胁迫，显著促进作物健康。田间应用表明，接种这些细菌可增强作物根系对铁的吸收，同时降低病原菌侵染风险，因而成为一种有前景的绿色防控策略。

制剂创新与智能递送系统

纳米制剂和微胶囊化技术显著提升了铁载体基生物接种剂的稳定性和田间效果。这些创新剂型可保护活性分子免受环境降解，实现靶向释放，进一步提高微生物制剂在复杂农田环境中的持久性和有效性。

微生物群落与气候韧性农业

面对全球气候变化带来的挑战，开发多种微生物组合的菌群（microbial consortia）及智能递送系统成为新兴策略。这类系统能够提高作物在极端气候条件下的适应性，支撑气候韧性农业的发展。

展望：迈向可持续农业的绿色工具

铁载体研究正从分子机制走向田间应用，成为下一代可持续农业的高效、环境友好工具。通过跨学科方法整合基础研究与实际应用，未来有望设计出更高效、更智能的微生物接种方案，服务于全球粮食安全与生态可持续目标。