在世界各地，非生物胁迫对主要作物的植物生长和生产力产生不利影响，从而影响全球粮食安全。这些非生物胁迫因子包括干旱(缺水)和洪水、盐度、营养失衡、高低温、重金属毒性、紫外线辐射、光、化学污染物等。此外，气候变化也加剧了许多非生物压力的发生频率和严重程度，尤其是高温和干旱。据报道，这些压力影响了全球约96.5%的可耕地。然而，抗胁迫植物在受胁迫影响的农业环境中可以产生显著的产量，许多农作物对这些胁迫表现出较低的耐受性。因此，未来的农业生产要在这些受压力影响的农业环境中养活世界上所有的人口，就需要开发抗压力作物。

图1所示。PGPR缓解植物非生物胁迫的一些作用机制。

尽管付出了巨大的努力，传统的育种和基因工程方法在培育各种抗逆性植物方面只取得了有限的成功。此外，由于许多障碍，例如世界某些地区DNA重组技术的限制以及关于转基因作物的所有权和国际贸易协定，不可能对所有植物物种进行基因改造。在这样的胁迫条件下，植物与有益微生物相互作用的作用具有重要意义。利用微生物促进作物生长被认为是环境胁迫敏感型作物改良的一种替代策略，以提高作物的抗逆性。在与植物相关的微生物中，促进植物生长的根瘤菌(PGPR)可以有效地提高植物的抗逆性，这一术语被称为“诱导系统耐受性”，用来描述由PGPR引起的植物对非生物胁迫的耐受性。从受胁迫影响的生境中分离的PGPR已被证明比从非胁迫生境中分离的PGPR更有效地增强植物对环境胁迫的耐受性。现在有明确的证据表明，与植物在恶劣环境条件下生长有关的PGPR有助于这些植物耐受非生物胁迫。这些PGPR通过多种机制(不止一种作用机制)促进植物生长和抵抗各种非生物胁迫(图1)，例如(i)产生1 -氨基环丙烷- 1 -羧酸(ACC)脱氨酶，减少“胁迫乙烯”的产生;植物激素含量的改变;(iii)诱导产生植物抗氧化酶; (iv) improvement in the uptake of essential mineral elements (i.e., by production of siderophore, potassium and phosphate solubilization, etc.); (v) extracellular polymeric substance (EPS) production; (vi) decrease in the absorption of excess nutrients/heavy metals; and (vii) induction of abiotic stress resistance genes.

通常，大多数与植物相关的PGPR具有不止一种植物生长促进性状(即产生IAA、铁载体、ACC脱氨酶、磷酸盐增溶等)。由于一些非生物胁迫是同时发生的，导致了生理过程的相互作用，使用多种具有多种植物生长促进性状的耐环境胁迫PGPR可能是一种经济有效且环境友好的策略，可以缓解各种作物的非生物胁迫，确保农业可持续发展，减轻环境胁迫对全球粮食供应的影响。总之，鉴定和利用多种具有多种植物促生性状的非生物抗逆性PGPR，不仅可以提高作物的非生物抗逆性，还可以减轻耕地压力。

哈桑Etesami
伊朗德黑兰大学农业与自然资源学院土壤系

出版

具有多种促生性状的促生根瘤菌在逆境农业中的应用:作用机制及前景展望
Etesami H, Maheshwari DK
Ecotoxicol Environ saf2018年7月30日

离线阅读:

相关文章:

	气候变化和……的相互作用/综合影响气候变化和污染物都是一个全球性问题，对社会、经济和环境部门构成重大威胁。气候变化的压力源是温度上升，海洋酸化(减少…
	土壤和水生物工程-可持续侵蚀…加速的土壤侵蚀和流失是一个严重的环境问题，特别是对地中海区域而言，这是由于其长期的人类压力、季节性的气候差异和崎岖的地形。人为…
	全球气候变化与心理健康在过去的十年中，一些实证研究和文献的系统综述记录了全球气候变化对心理健康的影响。然而，影响的范围及其…
	WRGSD:提高可靠性和效率沿海…基于网格的水质响应采样设计(WRGSD)采用优化和多因素评价方法，可以可靠地检测各种人类活动的影响。采用聚类方法对抽样设计进行了优化。
	红外鼓室测温的有效性在高温下暴露于高太阳辐射会对体温调节造成挑战，并增加工人和锻炼个体患劳役热相关疾病的风险。堆芯温度监测在…
	控制餐后血糖的营养策略餐后高血糖是2型糖尿病(T2D)的一个共同特征，大多数患者在餐后血糖水平低于7.8 mmol/L时未能达到目标。