海草床是沿海生态系统的关键组成部分，为多种海洋生物提供栖息地和繁殖场所，对沿海生态系统至关重要。但由于人类活动和气候变化的影响，全球海草床普遍退化。植物根际促生菌（PGPR）在恢复受损陆地植物生态系统中已显示出巨大潜力，但在水生生态系统恢复中的应用潜力尚不清楚。本研究探讨了PGPR在恢复退化海草床中的作用，特别是对鳗草（Zostera marina L.）生长、根际微生物组和生态系统功能的影响。

通过室内中型实验，研究了五种PGPR对鳗草生长生理、土壤理化性质、根际微生物群落的影响。研究中，鳗草植株在受控条件下通过蘸根、穴施方式进行了为期28天的培养，通过监测鳗草的生长参数、土壤速效养分和酶活性的变化，来评估利用PGPR进行海草恢复的潜力。此外，还利用16s测序技术分析了根际土壤中细菌群落变化，以揭示PGPR接种对鳗草根际微生物多样性和功能群的影响。

      PGPR接种并没有显著影响鳗草的存活率，这是因为在受控条件下海草的种植已经比较成熟，基本的存活已经有保障。PGPR接种对其扩繁有显著的正向影响，具体来说，接种PGPR菌株的鳗草分株频率（ramet frequency）和扩繁系数（propagation coefficient）与未接种的对照组相比有显著提升。

接种PGPR菌株后，鳗草的新叶面积显著增加，不同菌株的增长幅度从14.4%到55.7%不等。此外接种PGPR对鳗草的地上、地下干重、根茎延伸速率都有显著的促进提升作用。同时也观察到，PGPR处理显著影响了鳗草的生理参数，包括叶片和根茎的碳和氮含量，以及叶片可溶性糖、酚类和光合色素的含量。PGPR接种提高了根际土壤中氮、磷、钾的可用性，以及根际土壤中脲酶、磷酸酶和蔗糖酶的活性。

通过Sobs和Shannon分析，研究发现不同处理之间的细菌群落丰富度和多样性没有显著差异。基于Bray-Curtis差异的层次聚类分析和主坐标分析（PCoA）显示，F65、G84和CK处理之间的物种组成相似，而G85和I109处理也显示出相似的物种组成。相比之下，G86处理的物种组成与其他处理明显不同。在接种了不同PGPR菌株后第3天，观察到根际细菌群落的相对丰度发生了变化。例如，G85和I109处理中Klebsiella sp.的相对丰度增加，G86处理中Novosphingobium sp.的相对丰度增加，表明其成功定殖。但F65与G84处理组菌群结构没有发生显著变化。利用FAPROTAX数据库预测分析结果表明，接种促生菌对多种代谢和生态功能产生了显著影响，特别是在与碳、氮、磷、硫和铁循环相关的功能上观察到了显著的变化。

通过前期的根际多共能促生菌株的分离、培养加之这次的盆栽验证实验我们可以确定在鳗草的根际存在可分离培养、易分离培养的高效促生菌株，对鳗草的生长、扩繁会有显著的促进作用（确实存在、确实有用）。其促生作用的机制与陆地作物研究结果类似，主要包括改变根际菌群的结构从而影响其代谢、循环等生态功能，通过改变土壤酶活对土壤速效养分的含量起到很好的提升作用从而满足海草对于养分的需求。

     这项研究中有许多值得深入思考和继续探究的地方。比如说“消失”的F65和G84究竟是如何发挥促生作用的，实际上这种情况在珊瑚相关研究中也有类似发现，但作者未检索到相关文献，只是在学术报告会议中听专家讲到过。特别对于F65（Raoultella），在热带海草的研究中也有过报道，那篇文章的作者提到了这个现象但是他们认为施用的Raoultella并没有很好的定殖在海草根际，而是通过改变根际菌群结构间接发挥的促生作用。我们承认有这种可能，但是我们也了解到检测技术的限制会使尽管某些细菌的DNA存在，但可能因为竞争性DNA和选择性引物扩增的偏差而难以检测到它们。

       此外，我们对菌剂的使用方式也有一些思考。不同于陆地环境，海草是淹水被子植物，所以农业上穴施微生物肥料的方式并不适用于海草生境。我们在实验第14天利用穴施追加了一次菌剂，但我们观察到穴施后目标菌群丰度占比并没有显著提升，其实我们在穴施的过程中就发现了沉积物水分的饱和很难使穴施的菌剂再被吸收进土壤中。因此，我们认为相较于穴施，蘸根法对海草生境的应用是更适宜的。当然如果将来开发成固体菌肥，使用方法则另当别论。

      海草植物-微生物组学的研究当下已经成为重点和热点，不管是从学术研究的角度还是从实际应用的角度，或者两者兼而有之都有很多值得探索的点，最重要的还是要明确自己的研究目的。但总体而言无外乎用科学严谨的实验回答以下三个问题“是否有用？”“为什么有用？”“如何用？”。现在对于是否有用已经有了肯定的回答，我们相信未来几年不同的课题组也会用更多种类的菌株再次回答这个问题，如果将来若干课题组能共享拥有的海草菌种资源库将进一步推动相关研究的进展。而对于为什么有用这个问题能开展的研究工作可太多了，但作者认为最佳的状态是能将机制的研究结果应用于第三个问题的回答，即如何利用发现的机制更好的促进菌株/菌群的作用效果。第二个问题的相关研究内容很多课题组都可以开展，但如果联合第三个问题则只有部分课题组有条件完成。从实验室到海区一定会遇到很多的问题和挑战，但是如果不尝试就会始终停留在“纸上空谈”，只有在一次次的实践中才能不断发现问题、优化方案，推动微生物调控在退化海草床修复中的应用进展。

 海草床是沿海生态系统的关键组成部分，为多种海洋生物提供栖息地和繁殖场所，对沿海生态系统至关重要。但由于人类活动和气候变化的影响，全球海草床普遍退化。植物根际促生菌（PGPR）在恢复受损陆地植物生态系统中已显示出巨大潜力，但在水生生态系统恢复中的应用潜力尚不清楚。本研究探讨了PGPR在恢复退化海草床中的作用，特别是对鳗草（Zostera marina L.）生长、根际微生物组和生态系统功能的影响。

通过室内中型实验，研究了五种PGPR对鳗草生长生理、土壤理化性质、根际微生物群落的影响。研究中，鳗草植株在受控条件下通过蘸根、穴施方式进行了为期28天的培养，通过监测鳗草的生长参数、土壤速效养分和酶活性的变化，来评估利用PGPR进行海草恢复的潜力。此外，还利用16s测序技术分析了根际土壤中细菌群落变化，以揭示PGPR接种对鳗草根际微生物多样性和功能群的影响。

      PGPR接种并没有显著影响鳗草的存活率，这是因为在受控条件下海草的种植已经比较成熟，基本的存活已经有保障。PGPR接种对其扩繁有显著的正向影响，具体来说，接种PGPR菌株的鳗草分株频率（ramet frequency）和扩繁系数（propagation coefficient）与未接种的对照组相比有显著提升。

接种PGPR菌株后，鳗草的新叶面积显著增加，不同菌株的增长幅度从14.4%到55.7%不等。此外接种PGPR对鳗草的地上、地下干重、根茎延伸速率都有显著的促进提升作用。同时也观察到，PGPR处理显著影响了鳗草的生理参数，包括叶片和根茎的碳和氮含量，以及叶片可溶性糖、酚类和光合色素的含量。PGPR接种提高了根际土壤中氮、磷、钾的可用性，以及根际土壤中脲酶、磷酸酶和蔗糖酶的活性。

通过Sobs和Shannon分析，研究发现不同处理之间的细菌群落丰富度和多样性没有显著差异。基于Bray-Curtis差异的层次聚类分析和主坐标分析（PCoA）显示，F65、G84和CK处理之间的物种组成相似，而G85和I109处理也显示出相似的物种组成。相比之下，G86处理的物种组成与其他处理明显不同。在接种了不同PGPR菌株后第3天，观察到根际细菌群落的相对丰度发生了变化。例如，G85和I109处理中Klebsiella sp.的相对丰度增加，G86处理中Novosphingobium sp.的相对丰度增加，表明其成功定殖。但F65与G84处理组菌群结构没有发生显著变化。利用FAPROTAX数据库预测分析结果表明，接种促生菌对多种代谢和生态功能产生了显著影响，特别是在与碳、氮、磷、硫和铁循环相关的功能上观察到了显著的变化。

通过前期的根际多共能促生菌株的分离、培养加之这次的盆栽验证实验我们可以确定在鳗草的根际存在可分离培养、易分离培养的高效促生菌株，对鳗草的生长、扩繁会有显著的促进作用（确实存在、确实有用）。其促生作用的机制与陆地作物研究结果类似，主要包括改变根际菌群的结构从而影响其代谢、循环等生态功能，通过改变土壤酶活对土壤速效养分的含量起到很好的提升作用从而满足海草对于养分的需求。

     这项研究中有许多值得深入思考和继续探究的地方。比如说“消失”的F65和G84究竟是如何发挥促生作用的，实际上这种情况在珊瑚相关研究中也有类似发现，但作者未检索到相关文献，只是在学术报告会议中听专家讲到过。特别对于F65（Raoultella），在热带海草的研究中也有过报道，那篇文章的作者提到了这个现象但是他们认为施用的Raoultella并没有很好的定殖在海草根际，而是通过改变根际菌群结构间接发挥的促生作用。我们承认有这种可能，但是我们也了解到检测技术的限制会使尽管某些细菌的DNA存在，但可能因为竞争性DNA和选择性引物扩增的偏差而难以检测到它们。

       此外，我们对菌剂的使用方式也有一些思考。不同于陆地环境，海草是淹水被子植物，所以农业上穴施微生物肥料的方式并不适用于海草生境。我们在实验第14天利用穴施追加了一次菌剂，但我们观察到穴施后目标菌群丰度占比并没有显著提升，其实我们在穴施的过程中就发现了沉积物水分的饱和很难使穴施的菌剂再被吸收进土壤中。因此，我们认为相较于穴施，蘸根法对海草生境的应用是更适宜的。当然如果将来开发成固体菌肥，使用方法则另当别论。

      海草植物-微生物组学的研究当下已经成为重点和热点，不管是从学术研究的角度还是从实际应用的角度，或者两者兼而有之都有很多值得探索的点，最重要的还是要明确自己的研究目的。但总体而言无外乎用科学严谨的实验回答以下三个问题“是否有用？”“为什么有用？”“如何用？”。现在对于是否有用已经有了肯定的回答，我们相信未来几年不同的课题组也会用更多种类的菌株再次回答这个问题，如果将来若干课题组能共享拥有的海草菌种资源库将进一步推动相关研究的进展。而对于为什么有用这个问题能开展的研究工作可太多了，但作者认为最佳的状态是能将机制的研究结果应用于第三个问题的回答，即如何利用发现的机制更好的促进菌株/菌群的作用效果。第二个问题的相关研究内容很多课题组都可以开展，但如果联合第三个问题则只有部分课题组有条件完成。从实验室到海区一定会遇到很多的问题和挑战，但是如果不尝试就会始终停留在“纸上空谈”，只有在一次次的实践中才能不断发现问题、优化方案，推动微生物调控在退化海草床修复中的应用进展。