近日，星空web版登录入口沈其荣院士团队张瑞福教授课题组在《Plant Biotechnology Journal》期刊发表了题为“The volatile pentadecane from Bacillus alleviatesfrom Bacillus alleviatesfrom Bacillus alleviates plant iron deficiency through activating the reduction-based Fe uptake system”的研究论文。该研究揭示了根际益生芽孢杆菌释放的挥发性物质（volatile organic compounds，VOCs）作为信号分子在促进植物铁吸收过程中的作用机制，为利用根际促生菌（plant growth-promoting rhizomicrobe，PGPR）及其代谢产物实现作物铁营养的生物强化提供了理论依据。
铁（Fe）是植物正常生长发育所必需的微量营养元素。尽管土壤中铁的总含量非常丰富，但是在通气良好的碱性土壤中，铁的可溶性极低，导致植物难以有效获取足够的铁营养。利用PGPR对作物的铁营养进行生物强化被认为是一种更加经济、环保和可持续的方法。PGPR可以通过分泌铁载体，增加土壤中铁的有效性，促进植物对铁的吸收。此外，PGPR能分泌某些信号物质激活植物缺铁响应，增强植物自身的铁吸收能力，进而改善植物缺铁状况。值得注意的是，PGPR释放的VOCs能改善植物缺铁，但背后的分子机制仍知之甚少。
研究人员以根际益生贝莱斯芽孢杆菌SQR9为研究对象，发现该菌株释放的VOCs在限铁条件下能缓解植物缺铁，显著增加叶绿素、活性铁含量和生物量。进一步研究发现，该菌株的VOCs通过调控一氧化氮（NO）信号激活植物缺铁响应，增强植物铁吸收能力，改善植物缺铁。纯品物质验证表明，十五烷是菌株SQR9的VOCs中促进植物铁吸收的有效活性物质。该研究进一步丰富了对根际微生物VOCs在植物养分吸收中功能的理解，为作物铁营养的生物强化提供了新思路。
贝莱斯芽孢杆菌SQR9通过挥发性物质改善植物缺铁的作用机制模型
星空web版登录入口资环院博士生谈泰猛和陶丽丽为论文共同第一作者，徐志辉教授和湘湖实验室贾保磊研究员为论文共同通讯作者，沈其荣院士、张瑞福教授以及加拿大谢布克大学的Pascale B. Beauregard教授为本研究提供了关键指导。该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、浙江省自然科学基金以及杭州市重点科研计划等项目资助。
论文链接：http://doi.org/10.1111/pbi.70428
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