《Agricultural Water Management》：Physiological and biochemical response of
Echinacea purpurea to combined application of biofertilizers and salicylic acid under different irrigation regimes in saline conditions
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本研究针对盐渍化土壤中干旱胁迫导致紫锥菊(Echinacea purpurea)生理代谢紊乱的问题，通过联合施用丛枝菌根真菌(AMF)、荧光假单胞菌(PF)和水杨酸(SA)，系统解析了其对植株氧化损伤、抗氧化酶活性及酚酸类活性成分的调控效应。结果表明，AMF+PF+SA三重组合处理使50%和75%可用水消耗(AWD)下的丙二醛含量降低25%以上，氯原酸含量提升至0.802 mg·g-1，生物产量提高13-15%，为盐旱复合胁迫下药用植物提质增产提供了绿色解决方案。
在全球气候变化背景下，干旱和土壤盐渍化已成为制约干旱半干旱地区农业生产的关键因素。紫锥菊(Echinacea purpurea)作为重要的药用植物，其免疫增强活性与根中丰富的酚酸类成分（如绿原酸、菊苣酸等）密切相关。然而，盐旱复合胁迫会引发活性氧爆发，导致细胞膜脂过氧化、离子稳态失衡，进而影响次生代谢产物合成与产量形成。尽管已有研究尝试通过生物刺激素或生长调节剂单独缓解胁迫损伤，但关于多种改良资源(Ameliorating Resources, AR)协同调控紫锥菊生理生化网络的机制尚不明确。
为此，研究团队在《Agricultural Water Management》发表论文，通过两年田间试验系统探讨了丛枝菌根真菌(Arbuscular Mycorrhizal Fungi, AMF)、荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens, PF)和水杨酸(Salicylic Acid, SA)联合施用对紫锥菊的协同增效机制。试验采用裂区设计，主区为3个灌溉梯度（25%、50%、75%可用水消耗，Available Water Depletion, AWD），副区设8种AR处理（对照、AMF、PF、SA及其双/三重组合）。研究发现，75% AWD胁迫下，离子渗漏和过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性显著上升，而AMF+PF+SA处理使50%和75% AWD下的丙二醛(MDA)含量分别降低26%和25%。三重组合还显著提升氯原酸（0.802 mg·g-1）、菊苣酸（+18%）和洋蓟素（+18%）积累，并使两季生物产量提高13-15%。这表明AR协同应用可通过调节氧化还原平衡和苯丙烷代谢通路，增强紫锥菊对盐旱胁迫的适应性。
关键技术方法包括：基于随机区组设计的田间裂区试验（伊朗法萨地区），采用HPLC-DAD（高效液相色谱-二极管阵列检测器）定量根中酚酸成分，通过硫代巴比妥酸法测丙二醛、电导率法测离子渗漏，并分析脯氨酸、可溶性糖及抗氧化酶活性。
3.1 离子渗漏和丙二醛
75% AWD胁迫导致离子渗漏和MDA含量显著上升，而AMF+PF+SA处理通过抑制膜脂过氧化，使MDA含量在50%和75% AWD下分别降低26%和25%。双重AR组合也有效缓解了膜损伤，证实AR协同可稳定细胞膜结构。
3.2 脯氨酸和可溶性糖
胁迫下脯氨酸和可溶性糖作为渗透调节物质积累，但AMF+PF+SA处理使其含量显著降低，表明AR应用减少了植物对相容性溶质的依赖，通过改善水分和养分吸收效率维持细胞渗透平衡。
3.3 抗氧化酶活性
75% AWD下CAT和POD活性升高，而三重AR处理使酶活性恢复至接近正常水平，说明AR通过调控活性氧清除系统减轻氧化损伤。
3.4 酚类活性成分
盐旱胁迫激活苯丙烷代谢通路，AMF+PF+SA处理使氯原酸、菊苣酸和洋蓟素含量提升18-21%，这与AR增强养分吸收（尤其是磷）及调控苯丙氨酸解氨酶活性相关。
3.5 生物产量
尽管75% AWD使生物产量下降8%，但AMF+PF+SA处理在两季收获中分别增产15%和13%，凸显AR在维持产量稳定性方面的潜力。
综上，该研究揭示了AMF、PF和SA通过协同调控抗氧化防御、渗透调节和次生代谢网络，显著增强紫锥菊对盐旱复合胁迫的耐受性。这一绿色综合管理策略不仅为干旱盐渍区药用植物栽培提供理论依据，也为作物抗逆增产提供了跨学科技术范式。未来需进一步从分子层面解析AR介导的酚酸合成关键基因表达网络，以完善胁迫应答的调控模型。
