西南大学本科生为独立第一作者发表Nature Communications

2月16日，国际著名期刊《自然通讯》（Nature Communications）在线发表了西南大学资源环境学院李楠楠教授团队与蚕桑纺织与生物质科学学院肖波教授团队的研究论文《用于包裹根系内生菌的水凝胶可以促进植物生长和抵御酸性土壤》（Rhizobacteria protective hydrogel to promote plant growth and adaption to acidic soil）。该论文研究开发了一种聚合水凝胶，可以提高植物根系促生菌在不同植物中的促生效率并减轻酸性胁迫。

全球农业生产面临重大挑战，包括城市化、土壤退化、环境污染及对粮食需求的增长。为应对这些挑战，实现可持续发展目标，寻找替代传统化肥的新型肥料成为迫切需求。微生物肥料，特别是植物根际促生菌（PGPR），因其生态友好性和土壤改良能力受到关注。然而，PGPR在土壤中的存活率受气候变化和非生物胁迫影响，限制了其大规模应用。生物材料因其良好的生物相容性和生物可降解性，被视为有潜力的微生物封装剂。当前，生物肥料面临与本地土壤微生物群竞争、成本效益不高、制备时间长、微生物活力丧失及长期保存困难等问题。因此，开发新型、低成本、简单的微生物封装剂，以长期保持PGPR活性，帮助其定殖并提高促生效率，成为当前亟待解决的问题。

针对以上问题，研究选择了内生PGPR粘着箭菌C5作为开发生物肥料的基本菌株，以提高其促生效率，并基于羧甲基壳聚糖、海藻酸钠和氯化钙，设计了一种聚合水凝胶（PMH）用于提高PGPR的促生效率并阐明其作用机制。PMH可以促进内源PGPR在植物根系的中柱部位定殖，影响植物激素的分泌和木栓质的沉积，增强植物的抗氧化活性和代谢能力，从而促进植物生长，并抵御酸性环境。该研究有助于提高农业生产效率和减少环境污染，为以可持续的方式实施生物材料支持的农业实践提供了可能性。