伯克霍尔德菌（Burkholderia cepacia）促进水稻植株生长的作用机制

《Russian Journal of Plant Physiology》：The Mechanism Underlying the Growth Stimulation of Rice Plants by Burkholderia cepacia

水稻生长促进机制研究：布氏凯雷氏菌通过提高吲哚-3-乙酸水平及激活过氧化氢酶等抗氧化酶基因，显著增强植株生物量、抗氧化活性并提前开花，为可持续农业提供新策略。

　　

摘要

水稻（Oryza sativa L.）以其卓越的植物生产力和对某些压力的抵抗力而闻名。本研究重点探讨了能够产生高水平生长激素auxin的细菌Burkholderia cepacia促进水稻生长的机制。将浓度为10 mL/L和20 mL/L的细菌悬浮液与水稻植株共同培养。在体外或生长箱中，将IR64水稻幼苗接种于添加了过滤后的细菌悬浮液的培养基上，并在培养14天和42天后测量相关参数。研究结果表明，20 mL/L的细菌悬浮液显著提升了水稻植株的株高和生物量。此外，与对照组相比，接种了20 mL/L细菌悬浮液的植株体内内源性生长激素吲哚-3-乙酸（IAA）的浓度更高，抗氧化活性也更强。值得注意的是，qRT-PCR分析显示，细菌处理后基因表达模式存在显著差异：接受细菌处理的根系中编码过氧化氢酶等抗氧化酶的基因表达显著上调，其表达量分别比对照组增加了约3.7倍和1.5倍。另外，在两种浓度的细菌处理下，水杨酸羟化酶基因在茎部表达显著增强，而烯丙基氧化物环化酶基因仅在接种了10 mL/L细菌悬浮液的植株的茎部被激活。最后，接种了细菌悬浮液的植株开花时间比对照组更早。这些发现全面揭示了Burkholderia cepacia 205菌株促进水稻生长的机制，为减少农业投入和合成生长激素的使用提供了可持续的替代方法，同时提高了作物产量。