通过改善小麦的生长状况、氮素代谢及脲酶活性，利用厦门芽孢杆菌（Bacillus xiamenensis）和吉布森芽孢杆菌（Bacillus gibsonii）来缓解干旱胁迫

《Chemical and Biological Technologies in Agriculture》：Mitigation of drought stress in wheat by Bacillus xiamenensis and Bacillus gibsonii through improved growth, nitrogen dynamics, and urease activity

　　

摘要

背景

干旱胁迫是一种主要的非生物限制因素，通过降低光合作用、叶绿素含量、氮吸收和土壤微生物活性来限制作物生产力。促进植物生长的根瘤菌（PGPR）为缓解这些不利影响提供了一种有前景的策略。然而，关于Bacillus xiamenensis和Bacillus gibsonii在调节氮动态和脲酶活性以改善干旱条件下小麦生长方面的综合作用的信息有限。本研究基于这样的假设进行：联合接种B. xiamenensis和B. gibsonii比单独使用更能有效促进干旱条件下的小麦生长。本研究的新颖之处在于阐明了这些菌株在调节氮动态和脲酶活性以减轻小麦干旱胁迫中的作用。因此，设置了三种水分处理方案：对照组（0%胁迫；75%正常灌溉量），轻度干旱胁迫（从75%正常灌溉量减少40%，即约45%正常灌溉量），以及重度干旱胁迫（从75%正常灌溉量减少80%，即约15%正常灌溉量）。每种处理（无菌株、B. xiamenensis和B. gibsonii>）均采用完全随机设计（CRD）进行三次重复实验。

结果

接种B. xiamenensis通过增强氮吸收和土壤脲酶活性显著缓解了干旱对小麦的负面影响。在40%的干旱胁迫下，B. xiamenensis使叶绿素a（增加52%）、总叶绿素（增加66%）、净光合作用（增加73%）、地上部氮含量（增加53%）和土壤脲酶活性（增加79%），均优于对照组。在80%的严重胁迫下，B. xiamenensis同样提高了叶绿素a（增加44%）、净光合作用（增加95%）、地上部氮含量（增加74%）和土壤脲酶活性（增加105%），这表明氮吸收和土壤脲酶活性与小麦生长改善之间存在密切关联。相比之下，B. gibsonii>也改善了这些生理指标和土壤脲酶活性，但效果不如B. xiamenensis>显著。

结论

总之，B. xiamenensis在通过提高干旱条件下的氮吸收和土壤脲酶活性来缓解小麦干旱胁迫方面比B. gibsonii>更有效。这些发现直接符合研究目的，即评估根瘤菌在干旱胁迫下的作用，并证实了B. xiamenensis在维持生理和生化过程中的优越性能。未来的研究应在田间条件下验证这些结果，并进一步探讨根瘤菌介导的耐旱性的分子机制。

图形摘要

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