原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-56988-3

測量指標/分析手段：高通量測序 代謝組LC-MS qRT-PCRLB培養與生長曲線

該研究關注植物促生根際細菌（PGPR）在農業中的應用，指出傳統施用方法中其生存率低、易受土壤酸性和環境脅迫影響。為此，作者提出利用可生物降解的聚合物水凝膠（PMH）包埋PGPR，旨在提高微生物穩定性、促進定殖，并增強植物抗逆能力及產量。

研究使用殼聚糖羧甲基化物（CMCS）、海藻酸鈉（SA）和氯化鈣（CaCl?）制備PMH。通過掃描電子顯微鏡、紅外光譜及流變性能測試，確認材料結構和穩定性。同時，利用擬南芥和油菜等植物進行盆栽、田間和酸性土壤實驗，評估生長促進及代謝響應。

【結果】

1.PMH能有效包埋并保護PGPR，促進其在根尖和側根組織中的定殖。

2.包埋體系顯著提升植物生物量、光合作用、根系發育及抗氧化活性，在田間增產30%。

3.代謝組學分析顯示，包埋后植物中花生四烯酸代謝和抗氧化相關通路顯著增強，改善了植物的耐酸性和養分吸收。

4.PMH包埋體系可在酸性環境下保持PGPR活性并促進其在根部高效定殖。

【結論】

這種PMH包埋體系生物材料簡單、成本低、環保，適用于大規模農業應用。研究提出包埋策略不僅提升產量，還可作為未來生物農藥或靶向養分輸送平臺的重要基礎。

PMH水凝膠的制備流程、微觀孔隙結構（SEM）、成分流變性能曲線，確認其三維穩定性與彈性

PGPR包埋過程的示意圖、SEM及TEM結果，C5菌成功嵌入水凝膠網狀結構，并有良好的生存率和持續釋放能力

PMH包埋后顯著提升了油菜苗的生物量、根長、葉面積和田間產量（增加約30%）
熒光成像顯示PMH包埋顯著增強了C5在根部的定殖，特別是側根和根尖部位 PMH在調節根系皮層屏障形成和植物生長激素分布方面的作用 微生物組16S rRNA和代謝組（LC-MS）分析顯示，PMH提高了根際C5豐度和抗氧化代謝水平 驗證了PMH在酸性環境中同樣能維持PGPR活性和植物生長促進效應 總結示意圖，概括PMH包埋PGPR在提高植物生長、抗酸性和代謝活性中的應用潛力

來源：植物土壤互作