利用合成微生物群落进行根际工程缓解绿豆盐胁迫：从实验室到田间的转化研究

为解决盐胁迫导致的农作物减产问题，印度理工学院德里分校的研究团队通过"自上而下"的根际工程策略，从耐盐绿豆根际微生物组中筛选出10株高效PGP菌株，构建了33种不同复杂度的SynComs。田间试验表明，特定SynComs可使绿豆增产达6.47g/株，降低胁迫标志物MDA18%，并通过16S rRNA测序证实了根际菌群重塑与生理改善的关联，为可持续农业提供了可规模化的微生物解决方案。

　　

随着全球20%灌溉农田遭受盐渍化威胁，传统育种和化学改良方法已难以满足可持续农业发展需求。在印度理工学院德里分校（Indian Institute of Technology Delhi）开展的研究中，科研人员创新性地将"自上而下"的根际工程与"自下而上"的合成生物学策略相结合，为盐胁迫这一全球性农业难题提供了微生物组层面的解决方案。

研究采用16S rRNA基因扩增子测序、多轮盐胁迫适应性传代培养、植物生理指标检测等技术手段。从经历13代150-200mM NaCl梯度驯化的绿豆根际微生物组中，筛选出10株具有多重PGP特性的菌株，据此构建33种复杂度各异的SynComs。通过生长室-苗圃-田间的三级验证体系，结合胁迫标志物（脯氨酸、MDA）检测和微生物组分析，系统评估了SynComs的促生效果。

【Generation of SynComs】部分显示，研究团队采用独特的"进化工程"策略，通过连续传代富集耐盐微生物组，从中分离的SD-1、SD-23等菌株在非胁迫条件下使株高增加至45cm，SD-2、SD-17等则在盐胁迫下维持34cm株高。全菌群SynCom使生物量提升27%，证实了功能菌株的协同效应。

【Salt Stress Acclimatized Bacterial Isolates Positively Impact Plant Growth Promotion and Stress Tolerance】章节揭示，SynComs 3/10/22/23田间增产效果显著（6.47g/株），而SynComs 26-28使干重增加34%，同时降低脯氨酸22%、MDA18%。微生物组分析表明，SynComs处理显著改变了变形菌门和放线菌门的相对丰度，这种群落结构与植物生理改善呈正相关。

【Discussion】部分强调，该研究首创性地将"自上而下"的微生物组驯化与"自下而上"的SynCom构建相结合，克服了传统生物接种剂生态适应性差的缺陷。特别值得注意的是，简单SynComs（如4株组合）与复杂群落效果相当，这为降低农业应用成本提供了可能。研究证实，经过宿主选择的SynComs能稳定定植并重塑根际微生态，其促生机制涉及多重PGP途径协同作用。

这项发表于《Plant Physiology and Biochemistry》的研究，不仅为绿豆等盐敏感作物提供了实用的微生物解决方案，更建立了从实验室到田间的SynComs开发范式。Dubey等研究者提出的"进化工程+功能组装"双轨策略，为应对气候变化下的农业挑战提供了新思路，其方法论可扩展至其他逆境作物系统，具有重要的理论和应用价值。