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发表于《aBIOTECH》杂志的一项研究中,研究人员开发了一种协同纳米生物刺激剂(SeG),可增强大豆的耐盐性。该研究揭示了一种综合机制:SeG 可激活茉莉酸(JA)途径,促进熊果苷的分泌,并募集有益的根际微生物群,从而共同帮助植物抵抗盐胁迫。
土壤盐碱化是严重限制全球作物(包括大豆)产量和品质的主要环境制约因素。随着盐碱地面积的扩大,迫切需要开发绿色、高效且可持续的技术,以提高作物的抗盐能力,同时保障生态可持续性。为了应对这一挑战,研究人员将壳聚糖稳定的硒纳米颗粒(SeNPs@CS)与谷胱甘肽(GSH)结合,开发了一种新型纳米生物刺激剂(SeG)。这种协同增效的复合材料通过协调植物内源信号通路与其根际微生物群落的功能,为提高植物耐盐性提供了一种新的范式。
实验结果表明,施用SeG能显著缓解盐胁迫对大豆生长的抑制作用,其效果远优于单独施用SeNPs@CS或GSH。生理评价显示,SeG能有效维持光合作用的稳定性,增强抗氧化酶活性,并降低脂质过氧化水平。除这些直接的生理保护作用外,多组学分析表明,SeG通过激活茉莉酸(JA)信号通路,促进根系分泌物中熊果苷的分泌,从而触发代谢重编程。熊果苷作为一种关键信号分子,能够促进芽孢杆菌RSB1、链霉菌RSS、青霉菌RSP和曲霉RSA等微生物的生长,并促进它们在大豆根际的定殖。
通过合成微生物群落(SynCom)进行的功能验证证实,这些特定微生物的招募对于观察到的耐盐性至关重要。此外,这种SeG介导的策略在田间试验中表现出稳定的产量提升,并且在番茄和玉米等其他作物中也具有跨物种的有效性。总之,这项工作为开发下一代智能纳米肥料提供了一个创新的“植物-代谢物-微生物”框架,为盐碱环境下的可持续农业提供了一种有前景的解决方案。