“以菌耐盐”!北京大学现代农业研究院在《Nature》旗下期刊发表论文,发现盐碱地中的菌株可通过优化根际氮转化提高小麦耐盐能力

近日，北京大学现代农业研究院陈苑研究团队在国际知名期刊npj Biofilms and Microbiomes发表了题为“Kocuria rosea LAT6 enhances wheat salt tolerance via modulation of rhizosphere microbial function and nitrogen cycling”的研究成果（IF=11.4）。该团队聚焦山东东营滨海盐碱地生境，成功分离出一株关键耐盐微生物Kocuria rosea LAT6。研究系统揭示了该菌株通过调控根际微生物组功能与促进氮转化，有效增强小麦盐胁迫耐受性的新机制。

盐碱地先锋植物的根际微生态系统蕴藏着极其丰富的微生物多样性，是发掘抗逆促生微生物的天然宝库。为了有效开发并利用这一特殊生境下的微生物资源，研究团队深入我国东部滨海盐碱地，采集了典型耐盐先锋植物的根际土壤样品。经过初步筛选，团队共分离获得122株细菌，并系统评估了它们在高盐（500 mM NaCl）条件下的生长特性。评估结果显示，其中32株细菌表现出优异的高盐耐受力，被鉴定为耐盐细菌；40株细菌在加盐培养基中的生长势头显著优于常规LB培养基，展现出特异的盐依赖性，被认定为嗜盐细菌；其余50株虽能在高盐环境中存活，但生长速率较低，被归类为轻度耐盐细菌。

在进一步的促生功能层层筛选中，研究团队最终锁定了一株表现极为优异的优势菌株——LAT6。该菌株不仅能够在高达500 mM NaCl的极端高盐环境下稳定生长，更兼具固氮、产铁载体以及合成植物生长素（IAA）等多种关键促生潜能。为验证其应用价值，团队进一步开展了小麦盆栽抗盐实验。结果表明，在高达400 mM NaCl的盐碱胁迫环境下，施加LAT6菌株能够有效缓解盐分对作物的毒害，小麦的株高、叶绿素含量及鲜重等各项核心生理指标均实现了显著提升（图1）。这一研究成果为开发新型盐碱地微生物肥料、助力耐盐碱作物栽培提供了极具潜力的优良菌种资源。

图1. LAT6菌株的分离以及促生指标的检测

为深入解析LAT6的促生机制，研究团队对其进行了全基因组测序，证实该菌株基因组内富含与氮代谢、IAA合成及铁转运相关的关键促生基因簇。进一步的根际微生态分析表明，LAT6的定殖有效重塑了根际微生物生态系统：尽管群落的整体多样性有所下降，但定向富集了变形菌门和浮霉菌门等核心功能菌群，这些菌群与植物耐盐性和硝酸盐还原能力密切相关。盐胁迫常导致土壤中的氮转化严重受阻。LAT6能显著提升异化硝酸盐还原成铵（DNRA）通路关键基因（如narB、nrfA）的丰度，将土壤中不易利用的硝酸盐高效转化为植物更易吸收的铵态氮；同时，它还抑制了导致氮流失的反硝化过程，从而大幅提高了盐胁迫下小麦的氮素利用效率。研究团队通过植物转录组学分析揭示了LAT6对小麦宿主的“内源性”改造：LAT6显著上调了小麦根部硝酸盐转运蛋白（NRT）家族基因以及苯丙烷生物合成通路相关基因的表达。这种分子层面的响应不仅强化了小麦的氮素吸收网络，更促进了根部细胞壁的重塑，增强了植物组织的结构韧性与物理防御力（图2）

图2. LAT6调控植物耐盐响应的工作模型

综上所述，该研究不仅揭示了植物与微生物互作的新机制，更为开发盐碱地专用微生物肥料提供了科学依据。LAT6作为一种高效的盐生植物来源促生菌，在改良盐碱地土壤理化性质、保障小麦等主粮作物产量方面具有重要的实际应用潜力。

北京大学现代农业研究院陈苑研究员为该论文的通讯作者，北京大学现代农业研究院科研助理宋伟凤、助理研究员王镇为共同第一作者。北京大学现代农业研究院助理研究员刘颖、北京大学现代农业研究院与山东农业大学联合培养硕士研究生王倩、山东农业大学李明聪副教授、史文宠副教授、高峥教授亦参与了此项研究工作。该研究工作获得了山东省重点研发计划、山东省自然科学基金以及国家重点研发计划等项目的经费资助。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41522-026-01103-7