瑞典于默奥大学的研究人员已经证实，两种土壤细菌能够协同促进马铃薯的生长发育。 假单胞菌属 CHA0 和 猿猴假单胞菌 WCS417 在植物中引发了不同的反应 马铃薯在温室中，细菌处理可以预测块茎形成的迹象，并影响产量相关性状（DOI：10.1093/jxb/erag237）。
该研究评估了两种植物促生根际细菌单独和联合应用的效果。试验采用了“曼德尔”（Mandel）和“德西蕾”（Désirée）两个品种。研究团队旨在了解菌株组合是否能对植物生长、块茎信号传导和防御产生互补或协同效应。
根系发育
接种后24小时内，细菌便在马铃薯根部定殖。共聚焦显微镜显示，细菌细胞存在于根表面和细胞间隙中。与对照组相比，接种植株的根系发育更为显著。接种两周后，处理组侧根增殖显著增加，并出现匍匐茎。对照组在同一时期未出现此阶段。
这些菌株还表现出促进植物生长的特性。实验室测试表明，它们都能产生吲哚乙酸、溶解无机磷酸盐并产生氰化氢。 猿猴假单胞菌 结果表明，在 120 小时内吲哚乙酸的产量更高，磷酸盐溶解指数也更高。
代谢组学分析
代谢组学分析表明，分离培养的细菌与混合培养的细菌之间存在差异。研究人员在样本中鉴定出181种代谢物。菌株混合后，某些化合物的代谢模式呈现非加性变化。这一结果表明，在共培养过程中，细菌之间存在代谢相互作用。
该研究在细菌上清液中检测到了氨基酸、酚类化合物、三羧酸循环中间体、脂肪酸、核苷酸、羧酸、糖类和生长素相关化合物。混合培养物中黄嘌呤、哌啶酸、L-蛋氨酸、环磷酸腺苷和黄素腺嘌呤二核苷酸等代谢物的含量增加，而柠檬酸、异柠檬酸、α-酮戊二酸、琥珀酸和富马酸等三羧酸循环中间体的含量则降低。
植物反应
不同品种的植物反应各不相同。“德西蕾”（Désirée）品种对细菌处理的形态反应比“曼德尔”（Mandel）品种更为强烈。因此，研究人员选择“德西蕾”品种进行基因表达分析。
接种影响了与块茎形成和防御相关的基因。块茎形成调控基因StSP6A在接种两周后根部表达显著上调。用假单胞菌（Pseudomonas protens）处理后，该基因表达量增加了5,8倍。联合处理使该基因表达量增加了5,6倍。在初步评估中，StBEL5基因在根部也表现出表达量增加。
与茉莉酸信号通路相关的基因也对处理有响应。接种两周后，根系中AOC含量增加。MYC2在同一时期于根系中达到表达峰值，在假单胞菌（Pseudomonas protens）处理下诱导表达2,8倍，在猿猴假单胞菌（Pseudomonas simiae）处理下诱导表达2,4倍。该研究还评估了与水杨酸信号通路相关的CalS12和与乙烯响应相关的ETR1。
块茎中的表达
在块茎中，细菌处理提高了多个基因的表达。联合处理引发了最强的转录反应。StSP6A 在六周时表达量达到 2,4 倍，在最终收获时达到 2,9 倍。在双重接种条件下，AOC 在六周时表达量达到 2,1 倍。CalS12 在此期间的表达量也达到 2,1 倍。
研究人员还评估了叶绿素含量、株高和微型块茎品质。品质指标包括淀粉、可溶性糖、比重和抗坏血酸。处理对淀粉含量有显著影响。淀粉和糖的含量存在处理与品种的交互作用。然而，“Mandel”和“Désirée”这两个品种的反应有所不同。
据贝内迪克特·里伯·阿尔布雷克森教授介绍，下一步是在田间条件下测试有益细菌的天然组合。目标是验证温室中获得的结果是否能在农业系统中得到复制。
