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植物根际益生菌(Plant Growth Promoting Rhinoacteria,PGPR)产生的挥发性化合物(Bacteria volatile compound,BVC),可直接或间接影响植物的生长发育。人工合成的细菌挥发性化合物类似物,如2,3-丁二醇(2,3-butanediol,BD),可诱导某些植物产生抗病性。本研究以常用草坪草匍匐翦股颖(Creeping bentgrass)为试验材料,利用人工合成的细菌挥发性化合物类似物2,3-丁二醇喷施试管苗及成熟草坪,探索2,3-BD对匍匐翦股颖抗草坪草褐斑病能力的诱导效应。采用RNA-seq分别研究匍匐翦股颖接种立枯丝核菌后或被2,3-BD诱导剂处理后其基因在转录水平的变化,利用高效液相色谱测定植物激素水平的变化情况。探明了在多种非生物胁迫下,2,3-BD对匍匐翦股颖抗逆性的诱导效果。并且探讨了高温胁迫下2,3-BD诱导匍匐翦股颖抗逆性产生的分子机理。取得了以下的研究结果。(1)2,3-BD对病原菌无直接抑制作用,可间接诱导匍匐翦股颖产生对立枯丝核菌的抗病性。对于幼苗期的植株,250μM为适宜的诱导浓度,最高可减少近70%的发病叶片。而550μM的2,3-BD适用于成熟草坪的抗性诱导,可有效减少草坪上近60%的菌斑。(2)病原菌侵染匍匐翦股颖植株引起固有抗病性,与单纯2,3-丁二醇处理引起匍匐翦股颖诱导抗病性相比,二者在转录水平存在明显差异。抗性相关转录因子的变化不同,前者C2H2和C3H锌指蛋白转录因子家族差异基因最多,后者主要bHLH,C2C2-CO和NAC家族变化最显著。R基因表达出现显著上调的趋势,两种抗病方式表达的基因类别不同,前者的主要差异类别包括NBS-LRR抗病蛋白,LRR受体蛋白激酶,ABC-2类型的转运蛋白,U-box结构域蛋白激酶和热激蛋白等的相关基因。而后者主要为NBS-LRR抗病蛋白和LRR转膜蛋白激酶相关基因,其他类上调基因较少。病原菌诱导的差异基因可大量富集在病原识别、活性氧消除、信号传导、细胞凋亡、病程相关蛋白等生物胁迫相关基因类别,而ISR过程引起的植物抗病相关基因主要有JA信号基因和PR-5受体激酶。qRT-PCR验证了差异基因的表达量变化趋势,均与RNA-seq分析结果一致。(4)感病初期,感病植株ZT含量较健康植株低,而感病10天左右后ZT含量迅速上升,显著高于健康植株,BD处理植株的ZT含量显著低于水处理植株。ABA含量在生长期内存在波动,时高时低,而BD处理植株ABA含量和水处理植株ABA含量均随接菌时间加长逐渐上升,但BD处理植株上升幅度较小,水处理植株上升幅度较大。感病植株比健康植株IAA含量有所下降,且BD处理植株比水处理植株含量稍高。(5)在干旱、高盐、低温和冷冻胁迫下,2,3-BD对匍匐翦股颖的耐受性无显著且持续的影响,对高温胁迫下匍匐翦股颖的抗性有影响,抗热性显著升高,300μM为最佳诱导浓度。经测定草坪质量,植株生长速率,叶绿素含量,光能转化效率,细胞膜透性等指标,可确定诱导PennA4和PennCross产生不同程度的抗热性。通过测定BD处理后匍匐翦股颖生长、代谢、逆境保护相关基因的表达情况,发现PennA4在BD处理后及热胁迫下,大多数基因出现短期胁迫后的上调响应(胁迫7天)的同时也出现长期上调响应(胁迫30天);而PennCross在BD处理后,大部分基因或只出现短期响应,或只有长期响应,而非在整个过程中均有响应。综上所述,在病菌侵染下或高温环境下,喷施外源BD能够促进植株生长,导致多种基因表达水平和内源激素分泌量发生适应性改变,激发应答反应,以抵御病菌或高温胁迫。