【科研进展】

近日，国际学术期刊Industrial Crops & Products（一区TOP）在线发表了分子细胞遗传与遗传育种黑龙江省重点实验室郭长虹教授团队的研究论文“Co-inoculation with Sinorhizobium meliloti and Enterobacter ludwigii improves the yield, nodulation, and quality of alfalfa (Medicago sativa L.) under saline-alkali environments”。报道了PGPR与根瘤菌共接种，提高了盐碱环境下紫花苜蓿的产量、结瘤和品质。

【研究背景】

土壤盐碱化是制约农业发展的主要非生物胁迫因素之一。全球超过9.54亿公顷的土地受到盐碱胁迫的威胁，中国东北松嫩平原约有373万公顷盐碱化土壤，是世界上三大苏达盐碱地集中分布区之一。紫花苜蓿（Medicago sativa L.）是世界上栽培历史悠久、种植面积最大的豆科牧草，具有产量高、品质好、耐收割等特点，被誉为“牧草之王”。严重的盐碱胁迫会降低紫花苜蓿的产量和品质。因此，探究如何促进盐碱环境下紫花苜蓿的生长、结瘤，提高紫花苜蓿的产量和品质具有重要意义。

【研究内容】

该研究测定了PGPR、根瘤菌，以PGPR和根瘤菌组合的耐盐碱能力。结果表明，菌株组合在pH（7-10）、NaCl（4-7%）和Na2SO4（4-7%）条件下较单菌株生长得更好。同时，菌株组合产IAA、合成ACC脱氨酶、溶磷和固氮能力也显著高于单菌株（图1）。

研究发现，S. meliloti与E. ludwigii共接种提高了紫花苜蓿对盐碱环境的耐受性，提高了根瘤的固氮酶活性，促进了结瘤和固氮相关基因的表达和根瘤的形成（图2）。

为观察根瘤菌的定殖能力，采用三亲交配法将cfp基因转入S. meliloti，获得具有荧光标记的菌株。测定了单接种和共接种苜蓿根瘤中荧光标记根瘤菌的占瘤率。结果表明，共接种后根瘤菌具有更好的定殖效果（图3）。

同时，在盐碱环境下，共接种还提高了紫花苜蓿抗氧化酶活性和渗透调节能力，提高了大田紫花苜蓿的干草产量和粗蛋白含量、磷含量，降低了酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维含量。基于这些结果，该研究提出根瘤菌和PGPR联合使用是一种有效且环境友好的方法，在盐碱地的开发和利用方面也具有很大的潜力。

【相关信息】

我院博士研究生高虹和杨迪贺为该论文的共同第一作者，郭长虹教授为该论文的通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金（No.31972507；U21A20182）、黑龙江省科技攻关项目（2021ZXJ03B05）和kok全站首页APP官网研究生创新基金（HSDBSCX2021-105）的资助。

论文链接：

https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2023.116818