综述：耐盐农业中的嗜盐细菌和古菌：作用机制与多组学研究视角

《Archives of Microbiology》：Halophilic bacteria and archaea in salinity-resilient agriculture: mechanisms and multi-omics perspectives

土壤盐渍化威胁全球农业产量和粮食安全，传统方法如化肥和转基因生物应用受限。嗜盐菌和古菌因其耐盐特性及促生机制（如积累甜菜碱、ACC脱氨酶、诱导系统抗性等）成为生态友好型解决方案。生物炭与纳米包裹耐盐植物促生菌（HT-PGPR）协同增效，结合组学技术解析分子机制，为可持续农业和SDG2目标提供新路径

　　

摘要

由于人为活动和气候变化导致的土壤盐碱化已成为全球农业产量和粮食安全的瓶颈。传统的缓解盐胁迫的方法，包括使用化学肥料，效果有限；而将基因工程微生物作为生物接种剂或耐盐作物品种来对抗非生物盐胁迫时，常常面临漫长的监管审批流程。与现有方法不同，利用嗜盐细菌和古菌为在盐碱土壤中实现环保和可持续的作物种植提供了一个有前景的途径。这些独特的嗜盐微生物能够在高盐环境中茁壮成长，并具备耐盐胁迫的生理特性以及促进植物生长的能力。它们在稳态调节、生物合成以及积累甘氨酸甜菜碱和氨基酸等可溶性物质方面具有独特的适应性；同时还能产生挥发性有机化合物（VOCs）作为渗透保护剂，并形成胞外多糖（EPS）。除了耐盐性外，促进植物生长的细菌和嗜盐细菌（PGP-HB）还通过直接和间接机制发挥作用。直接机制包括1-氨基环丙烷-1-羧酸（ACC）脱氨酶活性、植物激素的产生、铁载体合成、养分溶解以及生物固氮作用；间接机制则涉及裂解酶的产生、氰化氢（HCN）的释放、抗菌物质的生成以及诱导的系统抗性。生物炭与纳米封装的嗜盐植物生长促进根瘤菌（HT-PGPR）结合使用是促进植物生长的有效策略。本综述强调了嗜盐细菌和耐盐PGPR的重要性，并采用整合组学方法来阐明其在盐碱土壤中促进适应性和植物生长的分子机制。本文重点探讨了利用嗜盐细菌和古菌减轻盐胁迫对作物生产负面影响的可能性，提出了应对当前挑战的解决方案、利用嗜盐微生物的局限性及前景，并为实现可持续农业和粮食安全提供了环保生物制剂生产的转化途径，这与可持续发展目标2（SDG 2）相契合。

图形摘要

此图片的替代文本可能是由人工智能生成的。

由于人为活动和气候变化导致的土壤盐碱化已成为全球农业产量和粮食安全的瓶颈。传统的缓解盐胁迫的方法，包括使用化学肥料，效果有限；而将基因工程微生物作为生物接种剂或耐盐作物品种来对抗非生物盐胁迫时，常常面临漫长的监管审批流程。与现有方法不同，利用嗜盐细菌和古菌为在盐碱土壤中实现环保和可持续的作物种植提供了一个有前景的途径。这些独特的嗜盐微生物能够在高盐环境中茁壮成长，并具备耐盐胁迫的生理特性以及促进植物生长的能力。它们在稳态调节、生物合成以及积累甘氨酸甜菜碱和氨基酸等可溶性物质方面具有独特的适应性；同时还能产生挥发性有机化合物（VOCs）作为渗透保护剂，并形成胞外多糖（EPS）。除了耐盐性外，促进植物生长的细菌和嗜盐细菌（PGP-HB）还通过直接和间接机制发挥作用。直接机制包括1-氨基环丙烷-1-羧酸（ACC）脱氨酶活性、植物激素的产生、铁载体合成、养分溶解以及生物固氮作用；间接机制则涉及裂解酶的产生、氰化氢（HCN）的释放、抗菌物质的生成以及诱导的系统抗性。生物炭与纳米封装的嗜盐植物生长促进根瘤菌（HT-PGPR）结合使用是促进植物生长的有效策略。本综述强调了嗜盐细菌和耐盐PGPR的重要性，并采用整合组学方法来阐明其在盐碱土壤中促进适应性和植物生长的分子机制。本文重点探讨了利用嗜盐细菌和古菌减轻盐胁迫对作物生产负面影响的可能性，提出了应对当前挑战的解决方案、利用嗜盐微生物的局限性及前景，并为实现可持续农业和粮食安全提供了环保生物制剂生产的转化途径，这与可持续发展目标2（SDG 2）相契合。

图形摘要

此图片的替代文本可能是由人工智能生成的。