综述：链霉菌次级代谢产物的机制研究及其在减轻植物非生物胁迫中的生物技术应用

《World Journal of Microbiology and Biotechnology》：Mechanistic insights and biotechnological applications of Streptomyces secondary metabolites in plant abiotic stress mitigation

非生物胁迫严重制约全球农作物生产力，Streptomyces属次生代谢物通过清除ROS、调节渗透压及激素信号等机制缓解胁迫。基因组学和代谢组学研究揭示了丰富的生物合成基因簇，但代谢物与植物响应的精准关联、标准化检测及规模化生产仍是挑战，需整合多组学、共培养和制剂技术推动农业应用。

　　

摘要

非生物胁迫（如盐度、干旱、高温和紫外线辐射）是全球作物生产力的主要限制因素。这些胁迫会干扰光合作用、养分吸收和细胞氧化还原平衡，导致在气候变化条件下农作物遭受严重损失。链霉菌属（Streptomyces）的菌株长期以来以其产生次级代谢产物的卓越能力而闻名，最近被认定为提高植物耐受这些胁迫的潜在生物资源。它们的代谢产物包括聚酮类化合物、吩嗪类化合物、类似黑色素的色素、铁载体、挥发性有机化合物以及植物激素类似物。这些化合物通过清除活性氧、支持渗透调节和离子平衡以及调节激素信号传导和根系结构，从而改善植物表现。本文综述了目前关于链霉菌衍生物代谢产物如何帮助植物缓解非生物胁迫的研究进展，重点关注分子机制和根际生态学。基因组学和代谢组学研究进一步揭示了具有巨大潜在价值的广泛生物合成基因簇，这些基因簇可能产生新的生物活性化合物。来自主要作物的证据表明，接种链霉菌或施用其代谢产物后，植物的生长、抗氧化能力和胁迫恢复能力均有所提高。然而，仍存在一些关键挑战，包括将特定代谢产物与明确的植物反应联系起来、标准化检测方法、确保安全性以及扩大生产规模以适用于田间应用。整合多组学技术、共培养策略和制剂技术对于将实验成果转化为可持续的农业实践至关重要。总体而言，链霉菌的次级代谢产物为解决作物非生物胁迫问题提供了有前景的环境友好型解决方案。