全球农业与营养挑战 - 现代农业面临利用有限土地养活快速增长人口的重大挑战[1] - 全球约30%的耕地为石灰性土壤，其高pH值和高重碳酸盐含量导致作物铁元素生物利用度差，引发叶黄化、产量和质量下降[1] - 作物缺铁导致全球超过20亿人面临缺铁问题，可能引发贫血、疲劳、不良妊娠结局及儿童认知发育受损[1] - 现有解决方案如食物补充、农艺措施、常规育种及转基因手段存在成本高、污染、周期长或公众接受度低等局限性[1] - 微生物生物强化被视为一种经济高效且环境可持续的提高植物铁可利用度的策略[1] 南京农业大学团队研究成果 - 南京农业大学沈其荣院士、徐志辉教授团队在Cell子刊Cell Reports上发表封面论文，揭示了细菌铁载体合成与生物膜形成协同促进植物铁吸收的新机制[2] - 研究首次将根际细菌贝莱斯芽孢杆菌SQR9菌株的铁载体产生与生物膜形成这两个促生特性联系起来[2][6] - 大规模田间试验证实，SQR9菌株能显著促进不同作物在碱性土壤中生长，平均提高作物产量10%以上[2][6] 核心作用机制 - 贝莱斯芽孢杆菌SQR9菌株的生物膜能在植物根部积累铁，充当铁储存库[5][7] - 铁载体Bacillibactin既能促使生物膜从环境中富集铁，又能同时刺激植物的铁吸收机制[6][7] - 被SQR9定殖的植物根系通过铁载体激活了缺铁响应[7] - 该机制在铁限制条件下具有改善植物生长性能的潜力[5][6] 研究意义与应用前景 - 该研究为微生物肥料研发提供了重要的理论依据[2] - 研究强调了植物根际细菌铁载体和生物膜在铁吸收中的关键作用，为针对作物缺铁的微生物生物强化策略提供了机制层面的见解[9] - 封面图片象征了微生物将不溶性铁转化为生物可利用形态，促进农作物铁元素获取的过程[5]