在当今全球农业面临巨大挑战的背景下，植物促生微生物（PGPMs）正逐渐成为科学家们关注的焦点。快速的城市化、土地利用模式的转变以及非粮食作物在肥沃土壤上的扩张，使得可用于主粮作物的土地面积不断减少，全球粮食安全受到了前所未有的威胁。为了应对这一挑战，科学家和政策制定者们正在寻找能够恢复生产力、改善土壤质量并减少对化学投入依赖的生物解决方案。而植物促生微生物（PGPMs）作为一种强大的工具，因其能够通过调节植物的生理反应、增强植物对养分的吸收以及诱导植物对病原体和害虫的系统抗性，为减轻产量损失、维持农业生产力提供了一种可持续的方法。

一些最新的研究聚焦于PGPMs的战略应用，以增强或至少在非生物胁迫条件下保持作物生产力。例如，在中国浙江省，研究人员发现，植物促生真菌（PGPF）能够有效恢复非粮食土地转换后的生产力。从108个土壤样本中，研究人员识别出15种能够溶解磷酸盐、产生铁载体和合成生长素的真菌分离株。其中，Aspergillus tubingensis（TL-B31f）和Talaromyces veerkampii（FY-R41f）两种真菌在水稻试验中表现出色，显著提高了植物高度、根长和鲜重，并增加了土壤中可用磷酸盐的含量。此外，高通量测序显示，接种这些真菌还能改变土壤微生物群落的组成，表明它们不仅通过直接提供养分，还通过重塑土壤微生物组来发挥作用。

在番茄种植中，研究人员发现，Brucella rhizosphaerae（BB-3）和Delftia lacustris（MB-7）这两种植物促生细菌表现出广泛的生长促进特性，包括溶解磷酸盐、固定氮、产生氢氰酸和氨、合成铁载体以及形成生物膜。这些特性使得番茄植物的生长得到了显著改善，植物高度增加了近50%，茎鲜重增加了32%，根长增加了45%。这些多方面的益处源于改善的养分获取、对土传病原体的抑制以及根系结构的增强。

在紫色花椰菜的种植中，研究人员探索了减少氮肥使用与植物促生细菌（PGPB）接种的结合。在仅施用标准氮剂量30%的情况下，接种PGPB的植物叶片糖含量比未接种对照组增加了51%，蛋白质含量增加了16-33%，在有限氮条件下，钾和铁等必需矿物质的含量分别增加了26%和34%。这些发现表明，PGPB接种与适度减少氮肥使用之间存在协同作用，为减少过量氮肥使用对环境的影响提供了一种环保的方法。

磷化氢（Phi）作为一种肥料和生物控制剂，与携带ptxD基因的生物结合后，可以成为植物的磷源。Phi在农业中具有生物刺激、杀菌和除草的功能，能够增强植物生长、提高抗逆性、改善果实品质并抑制病原体。ptxD/Phi系统为双重功能方法提供了可能性，既能提供磷营养，又能选择性地控制杂草，从而降低除草剂抗性的风险。此外，Phi的使用有助于减轻富营养化，符合可持续的养分管理。

在大豆种植中，Bacillus megaterium GXU087被发现能够溶解磷酸盐、固定氮、产生胞外多糖和生物膜，并分泌吲哚-3-乳酸（ILA），显著提高了大豆的结瘤和生长。这一发现为豆科植物的生物肥料开发提供了新的途径。

长期连续种植枸杞（Lycium barbarum）的研究表明，树龄显著影响土壤细菌和真菌群落的结构和功能。随着树龄的增长，微生物群落的多样性和复杂性发生变化，土壤的理化性质也受到植物年龄的强烈影响。这一研究强调了管理作物树龄以维持土壤微生物平衡和可持续生产力的重要性。

在濒危兰花的保护和商业种植中，Tulasnella BJ1等菌根真菌对种子萌发和早期生长至关重要。这些真菌能够产生果胶酶、蛋白酶和生长素，并溶解无机磷，显著加速兰花种子的发育，提高了种子的尺寸和生物量。

这些研究共同展示了植物促生微生物在农业可持续发展中的巨大潜力。从真菌生物肥料和细菌接种剂到新型磷化学，这些策略可以根据不同的作物、环境和管理目标进行定制。未来，将微生物解决方案整合到主流农业中，需要结合田间试验、监管审批框架和农民的采用计划。同时，还需要进行多菌株联合研究以探索协同效应，以及基于组学的研究来实时跟踪微生物动态和功能基因。

随着农业面临土地稀缺、养分枯竭、气候变化和生物多样性丧失等日益严峻的挑战，植物促生微生物为我们提供了一种以更少资源生产更多农产品的方法。通过减少化学投入、最小化环境危害和减轻对脆弱生态系统的压力，这些微生物盟友可以帮助未来的农业系统在高产的同时实现环境再生，保障粮食安全，同时保护我们的地球。

引用来源 ：Naseem M, Iqbal A, Qadir M and Hussain A (2025) Editorial: Integrative techniques to alleviate abiotic stress in plants using plant growth promoting bacteria and fungi: mechanisms, interactions, and applications. Front. Plant Sci. 16:1686762. doi: 10.3389/fpls.2025.1686762