低温胁迫后茶树叶内生菌群及植株生理变化：胶冻样芽孢杆菌叶面喷施的调控作用与机制

《BMC Microbiology》：Phyllospheric application of Bacillus mucilaginosus mediates the recovery of tea plants exposed to low-temperature stress by alteration of leaf endophytic community and plant physiology

为解决茶植株受低温胁迫后恢复的问题，研究人员开展了 “胶冻样芽孢杆菌（Bacillus mucilaginosus）叶面喷施对低温胁迫后茶植株恢复的影响” 研究。结果表明，该菌能改变叶内生菌群结构，提升抗氧化酶活性及渗透调节物质含量，促进茶树恢复。此研究为其在茶园的应用提供理论依据。

　　在寒冷的冬季，茶园里的茶树常常面临着低温的威胁。一旦受到低温胁迫，茶树不仅安全越冬成问题，来年春天茶叶的产量和品质也会大打折扣，给茶农带来不小的经济损失。以往的研究虽然发现一些细菌能帮助植物应对逆境，但胶冻样芽孢杆菌（Bacillus mucilaginosus）对低温胁迫后茶树恢复的影响却鲜有人知。为了找到帮助茶树在低温胁迫后快速恢复的方法，青岛农业大学和山东省农业科学院的研究人员开展了相关研究，其成果发表在《BMC Microbiology》杂志上。

研究人员采用了多种技术方法来深入探究这一问题。首先，利用 16S rRNA 高通量测序技术，分析不同处理下茶树叶片内生细菌群落的变化；同时，测定土壤和植物分析仪开发值（SPAD）、最大光化学量子产量（Fv/Fm）、超氧化物歧化酶（SOD）等生理指标，并研究它们与细菌群落之间的关联。

研究结果如下：

1. 胶冻样芽孢杆菌对细菌群落组成的影响：通过稀疏曲线和平行分析（PCA）等方法研究发现，喷施胶冻样芽孢杆菌显著增加了茶树叶片内生细菌群落的多样性和丰富度。在门水平上，变形菌门（Proteobacteria）的相对丰度下降，而放线菌门（Actinobacteriota）、厚壁菌门（Firmicutes）和拟杆菌门（Bacteroidota）的相对丰度上升。在属水平上，芽孢杆菌属（Paenibacillus）、诺卡氏菌属（Nocardioides）和 Marmoricola 的相对丰度显著提高12。
2. 对细菌群落结构的影响：主坐标分析（PCoA）和非度量多维尺度分析（NMDS）等结果显示，不同浓度的胶冻样芽孢杆菌处理影响了叶片细菌群落的分布。与对照组相比，处理组的细菌群落结构有明显差异，构建了相对独立的微生态系统3。
3. 对细菌群落功能的预测：运用 PICRUSt 工具分析发现，不同处理对细菌的功能特征有一定影响，样本中代谢功能丰富，涉及氨基酸、无机离子和脂质代谢等多个方面4。
4. 对抗氧化酶活性和渗透调节物质含量的影响：实验测定结果表明，喷施胶冻样芽孢杆菌能降低丙二醛（MDA）含量和相对电导率（REC），提高可溶性蛋白（SP）、可溶性糖（SS）含量以及 SOD、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）的活性，有效缓解低温胁迫对茶树的氧化损伤，促进其低温恢复5。
5. 对 SPAD 值和 Fv/Fm 的影响：测量结果显示，胶冻样芽孢杆菌处理显著提高了茶树的 SPAD 值和 Fv/Fm 值，表明其能增加叶片叶绿素含量，提升光能利用效率，促进茶树生长和恢复，其中稀释 1000 倍的处理效果最佳6。
6. 叶细菌群落优势门与生理指标的关系：通过斯皮尔曼相关热图分析发现，细菌群落结构与生理指标之间存在显著相关性。例如，拟杆菌门的丰度与 MDA 含量呈显著负相关，而厚壁菌门的丰度与多个生理指标呈正相关7。

研究结论和讨论部分指出，胶冻样芽孢杆菌能显著改变茶树叶片内生菌群结构，增加抗氧化酶活性和渗透调节物质含量，促进光合作用快速恢复，有利于茶树叶片的恢复。这一研究为胶冻样芽孢杆菌在茶园实际生产中的应用提供了理论依据，也为解决茶树低温胁迫后的恢复问题提供了新的思路，对提高茶叶产量和品质、保障茶农经济效益具有重要意义。