面向农田土壤有机污染修复与作物健康提升的合成菌群构建:研究进展与展望

  • 摘要: 土壤健康是维持陆地生态系统功能与保障粮食安全的基石,其中微生物发挥着至关重要的作用,其不仅参与污染物降解,还驱动养分循环、促进植物生长并增强作物抗逆性。合成生物学的发展,为定向设计与构建功能明确的合成菌群提供了新途径。合成菌群凭借其功能多样性、环境适应性与群落稳定性等优势,为实现污染土壤修复与作物健康提升提供了技术支撑。本文系统综述了合成菌群的构建理论与策略,重点阐述了“自上而下”与“自下而上”两种核心方法及其适用场景;梳理了合成菌群在降解农药、多环芳烃、邻苯二甲酸酯及抗生素等农田典型有机污染物降解中的研究进展,并揭示其通过代谢接力与交叉喂养等机制实现高效去除的原理。同时,总结了合成菌群通过激素调控、营养强化等途径促进作物生长、抵御生物与非生物胁迫的研究进展。在此基础上,本文进一步指出了该技术在实际应用中面临菌群定殖能力不稳定、设计效率偏低及生态风险尚不明确等挑战,并提出未来应重点发展基于多组学分析与人工智能的精准设计方法,构建完善的田间生态安全评估体系,以推动合成菌群技术在农业可持续发展中的规模化应用。

     

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