碱胁迫条件下含ACC脱氨酶的根际细菌对大豆生长的影响
2020-12-21梁烨何楚婷杨悦张玉芬姜帆
生物技术通报 2020年9期
梁烨 何楚婷 杨悦 张玉芬 姜帆
(北京师范大学生命科学学院,北京 100875)
据估计全球盐土与碱土面积超过8.3×108hm2,这其中有一半以上是碱性土壤[1]。碱性土壤不仅含有高浓度的盐分,同时还具有高pH值的特性,经测定碱性土壤的pH值范围是8.5-11[2]。在碱性土壤中生长的植物不仅受到单盐毒害(高浓度的Na+、CO32-和HCO3-),而且还受到高pH值对植物的伤害。已发表的研究结果显示土壤高pH值会降低土壤磷、铁和锌等矿质元素的有效性[3-4],并产生NH3的毒害作用[5],打破植物体内活性氧的平衡[6-7],严重抑制了植物的光合作用以及根系的生长[8-9]。由此可见,碱性盐对植物生长的伤害程度远远高于中性盐。目前科研工作者在碱性盐对植物的伤害机制方面已取得较好的进展[7],但在提高植物抗碱性研究方面仍有局限。
根际促生细菌能够通过多种作用机制促进植物生长发育,提高植物的抗逆性。例如,合成抗生素和抗真菌分子,与致病微生物竞争植物根表面的结合位点以及降解异型生物质(如药物、杀虫剂等)[10];固氮菌帮助植物获得优质丰富的氮资源;分泌有机酸等物质溶解释放土壤中矿物磷酸盐中的养分,使其转化为植物能够利用的可溶性矿质营养,促进植物对矿质元素的吸收和利用;诱导系统性防御机制提高植物的抗胁迫能力;直接产生和分泌细胞分裂素、生长素、脱落酸、赤霉素等植物生长调节物质,调节植物的生长发育,促进植物生长;合成ACC脱氨酶,降解乙烯合成的直接前体ACC(1-氨基环丙烷-1-羧酸),进而降低胁迫条件下植物根系中乙烯的累积量,从而增加植物的抗胁迫能力等[11-14]。……
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