在受盐影响的土壤上生长的植物的根瘤:一个分离耐盐固氮非根瘤菌的有用来源

盐度是限制植物生产力的最重要的环境挑战之一,特别是在干旱和半干旱气候中。土壤盐碱化影响着全球约8亿公顷的可耕地。因此,有必要开发边缘土地,例如受盐影响的土壤,用于作物生产。盐胁迫损害了植物的几个主要过程,如光合作用、蛋白质合成和脂质代谢,因为渗透效应会导致水分不足,而特定离子效应会导致毒性和营养失衡(营养吸收减少)。氮(N)是世界上许多农业区作物生产中最具限制性的养分,其有效利用对种植系统的经济可持续性至关重要。豆科植物有固定氮的能力2生物上来自于大气。这些植物还有助于农业系统的氮素吸收,从而减少或消除施用化学氮肥的需要。研究发现,大多数豆科植物的耐盐性不足。

盐渍土壤上植物的根瘤。manbetx登录下载科学地图集

图1所示。盐胁迫下非根瘤菌和根瘤菌对苜蓿植株芽部氮含量的影响。

盐胁迫严重影响了这些植物的生产力、结瘤能力和固氮能力。此外,已知N2固结豆科植物对盐胁迫比氮更敏感2不固定植物(施氮植物)。提高作物耐盐性的另一种策略可能是引入耐盐细菌,提高作物在盐胁迫下的生长。一些研究表明,植物生长促进菌(PGPR)对植物的生长发育具有有益的作用,特别是在逆境条件下。研究还表明,在PGPR的存在下,豆科植物的生长和结瘤率更高。众所周知,根瘤菌并不是豆科根瘤中唯一的固氮菌。众所周知,细菌的效率受到环境因素尤其是应激因素的严重影响。因此,基于高耐盐性和高效产生植物生长促进(PGP)性状的耐盐PGPR的选择和使用,对促进作物在各种盐环境(包括自然盐和诱导盐)中的生长具有潜在的巨大影响。据报道,从含盐环境中获得的耐盐PGPR比从未受盐影响的生境中分离的耐盐PGPR更有效地提高了植物对盐的耐受性。

在最近的一项研究中,我们从苜蓿根瘤的表面灭菌中分离出根瘤菌和非根瘤菌耐干旱和耐盐细菌(紫花苜蓿L.)作为模式植物,在盐碱地上生长,评估了盐胁迫下有效分离物对植物生长的影响。本研究结果清楚地表明,苜蓿根瘤可能是具有多种PGP性状的耐旱耐盐细菌的有用来源。有效非根瘤菌氮2在存在和不存在与苜蓿共生的根瘤菌的情况下,在盐度条件下,固定菌都有可能提高苜蓿植株的生长和氮含量(Ensifer meliloti)(图1)。这些细菌可能是不同程度耐盐细菌的合适候选者,可以作为农民在盐碱地中生产豆科植物的廉价替代品,用于农产品配方中。

Fatemeh Noori, Hassan Etesami
生物科技及植物育种学系,
萨里农业科学与自然资源大学,伊朗萨里

农业工程与技术学院农业与自然资源校区
伊朗德黑兰大学土壤科学系

出版

挖掘紫花苜蓿根瘤培养耐盐非根瘤菌,提高紫花苜蓿在盐胁迫下的生长。
Noori F, Etesami H, Najafi Zarini H, Khoshkholgh-Sima NA, Hosseini Salekdeh G, Alishahi F
Ecotoxicol Environ saf2018年10月30日

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